LU86687A1 - DEVICE FOR CASTING A METAL IN PASTE PHASE - Google Patents
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Description
.·%.· ‘V ·._ .y' y 'Λ' tï ί ff Ο hr GRAND DUCHÉ DH LUXEMBOURG BL-3973 λ Bievet N" v D D (J / j- - Monsieur le Ministre du 26.11,1986 de l'Économie et des'Classes Moyennes —n· ,, LL? 3 Service de la Propriété Intellectuelle. ·%. · 'V · ._ .y' y 'Λ' tï ί ff Ο hr GRAND DUCHÉ DH LUXEMBOURG BL-3973 λ Bievet N "v DD (J / d- - Minister of 26.11.1986 de l 'Economy and Medium Classes —n · ,, LL? 3 Intellectual Property Service
- Tare délivré........................ | |g|J LUXEMBOURG- Tare delivered ........................ | | g | J LUXEMBOURG
SC. c ZzSC. c Zz
Demande de Brevet d’invention ' ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------( 1) I. Requête CENTRE DE RECHERCHESMETALLüRGIQüES-CENTRUM VOOR RESEARCH IN pR METALLURGIE, Associations ans but"Tueratîf-Vë r erilging zforülèr ’ winstoogmerk, 47 rue Montoyer,.B- 1040 Bruxelles, représentée par E.T. Freylinger -&~E. Meyers, Ing. Cons. en propr.—Mnâ-i1— 46 rue du Cimetière #—Luxembourg — .. — --------( 3) agissant en -quali-të_de-mandataires.......................................................—.......Invention Patent Application '------------------------------------------- ---------------------------------------------------------- --------------------------------------- (1) I. Request CENTER DE RESEARCHESMETALLüRGIQüES-CENTRUM VOOR RESEARCH IN pR METALLURGIE, Associations ans but "Tueratîf-Vë r erilging zforülèr 'winstoogmerk, 47 rue Montoyer, .B- 1040 Bruxelles, represented by ET Freylinger - & ~ E. Meyers, Ing. i1— 46 rue du Cimetière # —Luxembourg - .. - -------- (3) acting as -quali-të_de-mandataires .................. ..................................... — .......
déposent) ce .vingt-^Tx_jiovenibxe.jnil. neuf, cent......quatre, .vingt... six ( 4) à 15 heures, au Ministère de l’Économie et des Classes Moyennes, à Luxembourg: 1. la présente requête pour l’obtention d’un brevet d’invention concernant:file) this .vingt- ^ Tx_jiovenibxe.jnil. nine, one hundred ...... four, twenty-six ... six (4) at 3 p.m., at the Ministry of the Economy and the Middle Classes, in Luxembourg: 1. this request for obtaining a invention patent concerning:
Disposi ti f pour.....la -coulée ~ d-un -mêtal-en-ptiase-pâteuse-.--( 5) 2.1a description en langue ® ________________________________de l’invention en trois exemplaires; 3.......................une..............................planches de dessin, en trois exemplaires; 4. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le . 2 6_.XtOVëinbre_. 1986; 5. la délégation de pouvoir, datée de..........Li§ge_______________._____________________ le.......24 novembre _19_86; 6. le document d’ayant cause (autorisation); déclare(nt) en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l’(es) inventeurs) est (sont): ( 6)Disposi ti f pour ..... la -coulée ~ d-un -métal-en-ptiase-paseuse -.-- (5) 2.1a description in language ® ________________________________de the invention in triplicate; 3 ....................... a ......................... ..... drawing boards, in triplicate; 4. the receipt of taxes paid to the Luxembourg Registration Office on. 2 6_.XtOVëinbre_. 1986; 5. the delegation of power, dated .......... Li§ge _______________._____________________ on ....... 24 November _19_86; 6. the successor document (authorization); declare (s) assuming responsibility for this declaration, that the inventor (s) is (are): (6)
Mr.......Marios......ECONQMORQULOS., ...quai.....Marcellis,,,-...6../.lli,„Br4.02i)__Liège......Mr ....... Marios ...... ECONQMORQULOS., ... quai ..... Marcellis ,,, -... 6 ../. Lli, „Br4.02i) __ Liège .. ....
Mr........Stephan.....WILMQTTE,.....rue......de la Loignérie, 54, B-4930________________Mr ........ Stephan ..... WILMQTTE, ..... rue ...... de la Loignérie, 54, B-4930 ________________
Ninane-Chaudfontaine _____________ revendique(nt) pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande(s) de ( 7) ................................................................................................................................................................déposée(s) en (8)_____________________________________________________________________ le (9).................................................................................................................................................................._....................................................................................Ninane-Chaudfontaine _____________ claims (s) for the above patent application the priority of one (s) request (s) of (7) .................... .................................................. .................................................. ........................................ filed in (8) _____________________________________________________________________ on (9) ............................................... .................................................. .................................................. ..............._.................................. ..................................................
sous le N° (10)............................-......................................................................................................................................................................................under N ° (10) ............................-.............. .................................................. .................................................. .................................................. ..................
au nom de (11) ...............................................................................................................................................................— élitfélisent) domicile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg ____ 46 rue du Cime ti ère , -.Luxembourg-----------------------(12) sollicite(nt) la délivrance d’un brevet d’invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes susmentionnées, avec ajournement de cette délivrance à________diXxhui t ................................................_........_____—mois. (13)in the name of (11) ............................................ .................................................. .................................................. ...............— elect) domicile for him (her) and, if designated, for his representative, in Luxembourg ____ 46 rue du Cime ti ère, -.Luxembourg ---- ------------------- (12) seeks (s) the grant of a patent for the invention for the subject described and represented in the abovementioned appendices, with adjournment of this delivery to ________ diXxhui t .............................................. .._........_____-month. (13)
Le oépo^ant-v mandataire: A.__________________ ___-— :—;>...----------------------------------------------------------------------------------------------- (14) ✓ \ Π. Procès-verbal de DépôtThe representative o-agent: A .__________________ ___-—: -;> ...----------------------------- ---------------------------------------------------------- ---------------- (14) ✓ \ Π. Deposit Minutes
La susdite demande de brevet d'invention a été déposée au Ministère de l’Économie et des Classes Moyennes, Service de la Propriété IntelleptwörirLjgembourg, en date du: 26 novembre 1986 / %T ’ \ i ,,oo {$ /¾¾ \ Pr. le Ministre de l’Économiejet des Qasses Moyennes, à.........................heures / g ·’ f*t | p.diThe above application for a patent for invention has been filed with the Ministry of the Economy and the Middle Classes, Property Service IntelleptwörirLjgembourg, dated: November 26, 1986 /% T '\ i ,, oo {$ / ¾¾ \ Pr the Minister of the Economyjet of the Average Qasses, at ......................... hours / g · 'f * t | p.di
Ui £ j Le chef du service de la njppriété intellectuelle, A 68007_ \^/« /_ EXPLICATIONS RELATIVES AU FORMULEETtf ΓΊ PTTO / f (1) s’il y a lieu "Pemande de certificat d'addition au brevet principal, à la demande de bievet principal No..........- (2) inscrire les nom, prénom, profession.Ui £ j The head of the service of intellectual property, A 68007_ \ ^ / "/ _ EXPLANATIONS RELATING TO THE FORMULA and ΓΊ PTTO / e (1) if applicable" Request for certificate of addition to the main patent, to the application for main license No ..........- (2) enter the surname, first name, profession.
adressé du demandeur, lonoue celui-ci est un particulier ou les dénomination sociale, forme turidiaue. adresse du sïèee social, kwauele demandeur estime personne moiale-(3)msaire BL-3973 Mémoire descriptif déposé à l'appui d'une demande de brevet d'invention pour:addressed to the applicant, lonoue this one is an individual or the corporate name, turidiaue form. address of the head office, kwauele applicant considers a moiale- (3) msaire BL-3973 Descriptive memorandum filed in support of a patent application for:
Dispositif pour la coulée d'un métal en phase pâteuse.Device for casting a metal in the pasty phase.
CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE Association sans but lucratif Vereniging zonder winstoogmerk 47 rue de Montoyers B - 1040 Bruxelles ] . -Λ 'i C 2378/8611.METALLURGICAL RESEARCH CENTER CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE Non-profit association Vereniging zonder winstoogmerk 47 rue de Montoyers B - 1040 Brussels]. -Λ 'i C 2378/8611.
CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES -CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE,METALLURGICAL RESEARCH CENTER -CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE,
Association sans but lucratif -Vereniging zonder winstoogmerk à BRUXELLES, (Belgique).Non-profit association -Vereniging zonder winstoogmerk in BRUXELLES, (Belgium).
Dispositif pour la coulée d'un métal en phase pâteuse.Device for casting a metal in the pasty phase.
La présente invention concerne un dispositif pour la coulée d'un métal, en particulier de l'acier, en phase pâteuse dans une lingotière de coulée continue.The present invention relates to a device for the casting of a metal, in particular steel, in the pasty phase in a continuous casting ingot mold.
On connaît l'intérêt du procédé de coulée en phase pâteuse, c'est-à-dire à une température comprise dans l'intervalle de solidification du métal considéré, pour la coulée continue de métaux tels que l'acier. Ce procédé permet en effet d'obtenir des structures fines et homogènes qui réduisent les ségrégations dans les produits coulés.We know the advantage of the casting process in the pasty phase, that is to say at a temperature within the solidification range of the metal considered, for the continuous casting of metals such as steel. This process makes it possible to obtain fine and homogeneous structures which reduce segregation in the cast products.
4 - 2 -4 - 2 -
On connaît par le brevet LU-A-86.395, un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé, constitué d'un conduit tubulaire équipé de moyens de refroidissement et légèrement incliné sur l'horizontale. En service, ce conduit tubulaire est disposé entre d'une part une busette équipant une poche ou un panier de coulée et d'autre part une lingotière de coulée continue, de telle façon que ladite busette débouche dans l'extrémité d'entrée dudit conduit tubulaire et que l'extrémité de sortie dudit conduit tubulaire surplombe ladite lingotière.Patent LU-A-86,395 discloses a device for implementing this process, consisting of a tubular duct equipped with cooling means and slightly inclined to the horizontal. In service, this tubular conduit is disposed between on the one hand a nozzle fitted with a ladle or a tundish and on the other hand a continuous casting mold, so that said nozzle opens into the inlet end of said conduit. tubular and that the outlet end of said tubular conduit overhangs said ingot mold.
Ce dispositif permet d'assurer le refroidissement désiré de l'acier à partir de la température, comportant „habituellement une surchauffe de 20°C à 40°C, qu'il présente dans la poche ou le panier de coulée et de créer ainsi les conditions conduisant à l'apparition d'une phase pâteuse dans l'acier avant son entrée dans la lingotière.This device makes it possible to ensure the desired cooling of the steel from temperature, comprising „usually overheating from 20 ° C to 40 ° C, which it presents in the ladle or the tundish and thus creating the conditions leading to the appearance of a pasty phase in the steel before it enters the ingot mold.
Le conduit en question est généralement réalisé en acier, pour des raisons économiques et il doit être remplacé après chaque coulée; ces remplacements fréquents entraînent des pertes de temps qui nuisent à la productivité de l'installation de coulée continue.The pipe in question is generally made of steel, for economic reasons and it must be replaced after each casting; these frequent replacements result in wasted time which affects the productivity of the continuous casting plant.
L'objectif de la présente invention est de proposer un dispositif perfectionné qui ne présente pas l'inconvénient précité.The objective of the present invention is to provide an improved device which does not have the aforementioned drawback.
Le dispositif pour la coulée d'un métal en phase pâteuse dans une lingotière de coulée continue, qui fait l'objet de la présente invention, comprenant un conduit tubulaire rectiligne équipé de moyens de refroidissement et légèrement incliné sur l'horizontale, est essentiellement caractérisé en ce que ledit conduit tubulaire peut tourner autour de son axe longitudinal.The device for the casting of a metal in the pasty phase in a continuous casting ingot mold, which is the subject of the present invention, comprising a rectilinear tubular conduit equipped with cooling means and slightly inclined to the horizontal, is essentially characterized in that said tubular conduit can rotate about its longitudinal axis.
Selon une réalisation intéressante du dispositif de l'invention, l'extrémité d'entrée dudit conduit tubulaire est fermée par une plaque dans laquelle est ménagée une ouverture centrale destinée à livrer passage à ladite busette et l'extrémité de sortie dudit conduit tubulaire débouche dans une chambre faisant communiquer l'espace intérieur » Μ ** - 3 - dudit conduit tubulaire avec la lingotière.According to an advantageous embodiment of the device of the invention, the inlet end of said tubular conduit is closed by a plate in which is formed a central opening intended to allow passage to said nozzle and the outlet end of said tubular conduit opens out into a chamber communicating the interior space ”Μ ** - 3 - of said tubular conduit with the mold.
Avantageusement, ladite chambre est pourvue d'au moins un appareil d'injection de gaz.Advantageously, said chamber is provided with at least one gas injection device.
Selon l'invention, ledit conduit tubulaire est avantageusement réalisé en un matériau bon conducteur de la chaleur, en particulier en cuivre, afin de pouvoir atteindre aisément un flux thermique élevé pour le refroidissement du métal en fusion.According to the invention, said tubular conduit is advantageously made of a material which is a good conductor of heat, in particular copper, in order to be able to easily reach a high thermal flux for cooling the molten metal.
Egalement suivant l'invention, l'angle a d'inclinaison de l'axe longitudinal dudit conduit tubulaire est compris entre 2° et 30°.Ces deux valeurs délimitent une gamme d'angles d'inclinaison pour lesquels le métal en fusion s'écoule naturellement dans le conduit tubulaire avec une vitesse suffisante pour éviter son figeage tout en subissant un refroidissement donnant naissance à une phase pâteuse. Le dispositif de l'invention comporte d'ailleurs des moyens de réglage permettant de faire varier cet angle d'inclinaison.Also according to the invention, the angle a of inclination of the longitudinal axis of said tubular conduit is between 2 ° and 30 °. These two values define a range of angles of inclination for which the molten metal s' flows naturally in the tubular conduit with a sufficient speed to avoid its freezing while undergoing a cooling giving rise to a pasty phase. The device of the invention also comprises adjustment means making it possible to vary this angle of inclination.
La vitesse de rotation du conduit tubulaire autour de l'axe longitudinal peut évidemment varier en fonction de divers facteurs tels que la composition ou la température initiale du métal à couler. Dans le cadre de la coulée de l'acier, cette vitesse de rotation est de préférence comprise entre 0,1 t/s et 5 t/s.The speed of rotation of the tubular conduit around the longitudinal axis can obviously vary as a function of various factors such as the composition or the initial temperature of the metal to be cast. In the context of steel casting, this speed of rotation is preferably between 0.1 t / s and 5 t / s.
L'objet de la présente invention pourra être mieux compris à l'aide de la description qui va suivre et qui se réfère à la figure unique annexée. Cette figure représente, en coupe axiale verticale, une variante préférée de réalisation du dispositif de l'invention.The object of the present invention can be better understood with the aid of the description which follows and which refers to the attached single figure. This figure shows, in vertical axial section, a preferred embodiment of the device of the invention.
Dans cette figure 1, le dispositif de l'invention, désigné globalement par le repère numérique 1, est disposé entre une busette 2 équipant une poche ou un panier de coulée non représenté, et une lingotière de coulée continue 3.In this FIG. 1, the device of the invention, generally designated by the reference numeral 1, is arranged between a nozzle 2 fitted to a ladle or a tundish basket not shown, and a continuous casting mold 3.
- 4 - ‘ s m- 4 - ‘s m
Le dispositif 1 comprend essentiellement un conduit tubulaire 4, de section circulaire, pouvant tourner autour de son axe longitudinal 5. Les moyens 6 de mise en rotation de ce conduit tubulaire sont connus en soi et ils ne sont dès lors pas représentés ni décrits en détail ici. Le conduit tubulaire 4, en cuivre, est pourvu d'un circuit de re-froidissment par eau identifié par les flèches d'entrée 7 et de sortie 8 de l'eau de refroidissement. L'extrémité d'entrée du conduit tubulaire 4 est fermée par un disque 9 dans lequel est ménagée une ouverture centrale livrant passage à la busette 2. L'extrémité de sortie du conduit tubulaire 4 débouche dans une chambre 10 délimitée par une enceinte 11, laquelle chambre 10 met en communication l'espace intérieur du conduit tubulaire 4 avec la cavité intérieure de la lin-gotière 3. La chambre 10 est raccordée par un appareil 12 connu en soi, à une source, non représentée, d'un gaz protecteur, par exemple d'argon. Le dispositif comporte enfin des moyens de réglage, schématisés par un vérin 13, pour faire varier l'angle a d'inclinaison du conduit tubulaire 4 par rapport à l'horizontale, en fonction notamment de l'importance de la fraction solide désirée.The device 1 essentially comprises a tubular conduit 4, of circular section, which can rotate around its longitudinal axis 5. The means 6 for rotating this tubular conduit are known per se and they are therefore not shown or described in detail here. The tubular conduit 4, made of copper, is provided with a water cooling circuit identified by the arrows 7 for entering and leaving 8 the cooling water. The inlet end of the tubular conduit 4 is closed by a disc 9 in which a central opening is made providing passage to the nozzle 2. The outlet end of the tubular conduit 4 opens into a chamber 10 delimited by an enclosure 11, which chamber 10 puts the interior space of the tubular conduit 4 into communication with the interior cavity of the liners 3. The chamber 10 is connected by a device 12 known per se, to a source, not shown, of a protective gas , for example argon. The device finally comprises adjustment means, shown diagrammatically by a jack 13, for varying the angle a of inclination of the tubular conduit 4 relative to the horizontal, depending in particular on the size of the desired solid fraction.
Cette figure permet de comprendre aisément le mode de fonctionnement du dispositif de l'invention.This figure makes it easy to understand the operating mode of the device of the invention.
Le dispositif 1 étant positionné par rapport à une lingotière de coulée continue 3, on amène une poche ou un panier de coulée, non représenté, dans une position telle que sa busette 2 soit engagée dans l'ouverture ménagée dans le disque de fermeture 9. Le conduit tubulaire 4 est mis en rotation autour de son axe longitudinal 3. Lorsque le métal liquide surchauffé provenant de la busette 2 s'écoule dans le conduit tubulaire 4, il y forme une veine 14 qui est entraînée en rotation par le mouvement du conduit tubulaire 4. Cet entraînement n'est cependant que partiel et le métal liquide retombe bientôt en arrière sous l'effet de la gravité. Il libère ainsi la portion du conduit tubulaire 4 avec laquelle il était en contact et qui peut dès lors se refroidir, tandis qu'elle achève sa révolution. La surface de refroidissement du métal liquide est constamment renouvelée, en raison de la condition essentielle que le conduit tubulaire ne soit pas rempli de J i *The device 1 being positioned with respect to a continuous casting mold 3, a ladle or a casting basket, not shown, is brought into a position such that its nozzle 2 is engaged in the opening made in the closing disc 9. The tubular conduit 4 is rotated about its longitudinal axis 3. When the superheated liquid metal coming from the nozzle 2 flows in the tubular conduit 4, there forms a vein 14 which is rotated by the movement of the conduit tubular 4. This drive is however only partial and the liquid metal soon falls back under the effect of gravity. It thus frees the portion of the tubular conduit 4 with which it was in contact and which can therefore cool, while it completes its revolution. The cooling surface of the liquid metal is constantly renewed, due to the essential condition that the tubular conduit is not filled with J i *
TT
- 5 - métal liquide. La rotation du conduit tubulaire 4 engendre des vitesses de déformation élevées au sein de la veine de métal 14; de ce fait, et malgré la présence de particules solidifiées qui donnent naissance à la phase pâteuse, le métal 14 conserve une fluidité suffisante pour s'écouler dans la lingotière 3. Un gaz protecteur tel que l'argon, introduit par l'appareil 12 assure la protection du métal liquide, respectivement pâteux, contre l'oxydation dans le conduit tubulaire 4 et dans la chambre 10.- 5 - liquid metal. The rotation of the tubular conduit 4 generates high deformation rates within the metal vein 14; therefore, and despite the presence of solidified particles which give rise to the pasty phase, the metal 14 retains sufficient fluidity to flow into the ingot mold 3. A protective gas such as argon, introduced by the device 12 ensures the protection of the liquid metal, respectively pasty, against oxidation in the tubular conduit 4 and in the chamber 10.
A titre d'exemple, on a coulé avec ce dispositif des blooms d'une section de 220 mm x 220 mm, en acier contenant 0,7 % C, avec un débit de 20 t/h. La surchauffe initiale de l'acier était de 23°C; la température de l'acier dans la busetteétait ainsi de 1505°C. L'acier a été coulé dans un conduit tubulaire d'une longueur de 1 m et d'un diamètre intérieur de 0,2 m, incliné de 7° par rapport à l'horizontale et tournant à une vitesse de 0,5 t/s.By way of example, blooms with a section of 220 mm × 220 mm, of steel containing 0.7% C, were poured with this device, with a flow rate of 20 t / h. The initial superheat of the steel was 23 ° C; the temperature of the steel in the nozzle was thus 1505 ° C. The steel was poured into a tubular conduit with a length of 1 m and an internal diameter of 0.2 m, inclined by 7 ° with respect to the horizontal and rotating at a speed of 0.5 t / s.
Le conduit tubulaire était refroidi par de l'eau assurant l'évacuation d'un flux de chaleur de 0,54 MW. Dans ces conditions, on a obtenu une fraction solide de 26 % en volume dans l'acier entrant dans la lingotière.The tubular conduit was cooled by water ensuring the evacuation of a heat flow of 0.54 MW. Under these conditions, a solid fraction of 26% by volume was obtained in the steel entering the ingot mold.
Dans le dispositif de l'invention, le conduit tubulaire incliné présente un diamètre suffisamment élevé pour ne pas être rempli par le métal liquide qui y circule. Le conduit tubulaire présente de préférence une section circulaire, afin d'assurer un entraînement latéral aussi homogène que possible du métal au cours du mouvement de rotation. Ce mouvement de rotation augmente la surface d'échange thermique entre le conduit tubulaire et le métal liquide; il provoque également une agitation du métal liquide, qui augmente le coefficient d'échange de chaleur à l'intérieur du conduit tubulaire.In the device of the invention, the inclined tubular conduit has a sufficiently large diameter not to be filled with the liquid metal which circulates there. The tubular conduit preferably has a circular section, in order to ensure as uniform lateral drive of the metal as possible during the rotational movement. This rotational movement increases the heat exchange surface between the tubular conduit and the liquid metal; it also causes agitation of the liquid metal, which increases the heat exchange coefficient inside the tubular conduit.
Claims (9)
Priority Applications (3)
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