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FR2642687A1 - Buse de coulee de l'acier fondu - Google Patents

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FR2642687A1
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bore
zirconia
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Mitsuru Ando
Takafumi Aoki
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Akechi Ceramics Co Ltd
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Akechi Ceramics Co Ltd
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Abstract

Buse de coulée de l'acier fondu 4 comportant le long de son axe un alésage 1 à travers lequel s'écoule l'acier fondu, caractérisée en ce que au moins une partie d'une portion intérieure 2 de la buse, cette portion intérieure 2 formant ledit alésage, est formée d'un matériau réfractaire constitué essentiellement de scorie de zircone comprenant de la zircone cubique et du zirconate de calcium en quantité de 40 à 85 % en poids, la teneur en oxyde de calcium dans cette scorie de zircone étant comprise dans l'intervalle de 3 à 35 parties en poids pour 100 parties en poids de scorie de zircone; du graphite en quantité de 10 à 30 % en poids; et d'au moins un élément choisi dans le groupe constitué de silice de 1 à 15 % en poids et de magnésie de 1 à 15 % en poids.

Description

Domaine de L'invention La présente invention concerne une buse de couLée
de l'acier fondu qui permet d'éviter efficacement la réduction ou le bouchage de l'alésage de La buse à travers lequel s'écoule L'acier fondu, lors de la coulée continue de l'acier fondu calmé à
l'aluminium contenant de l'aluminium.
Arrière-plan technologique de l'invention La coulée continue de l'acier fondu est conduite, par exemple, par couLée de l'acier fondu, reçu d'une poche de coulée dans une cuve re'fractaire, à travers une buse de coulée de l'acier fondu fixée à la paroi du fond de la cuve réfractaire, dans un moule vertical disposé au-dessous de la buse de coulée de l'acier fondu pour former un toron d'acier fondu, et par étirage continu du
toron d'acier couLé ainsi formé en un toron long.
Comme buse de coulée de l'acier fondu mentionnée ci-dessus, une buse comprenant un matériau réfractaire d'alumine-graphite est
largement utilisée d'une manière générale.
Toutefois, la buse de coulée de l'acier fondu comprenant un matériau réfractaire d'alumine-graphite soulève les problèmes suivants: Lors de la coulée d'un acier fondu calmé à l'aluminium, l'aluminium ajouté comme agent désoxydant réagit avec l'oxygène présent dans l'acier fondu pour produire des inclusions non métalliques telles que l'a-alumine. Les inclusions non métalliques ainsi produites telles que l'a-alumine se déposent et s'accumulent sur la surface de l'alésage de la buse de coulée de L'acier fondu, à travers lequel s'écoule l'acier fondu, pour boucher l'alésage, rendant ainsi difficile la mise en oeuvre d'une coulée stable. De plus, les inclusions non métalliques telles que l'a-alumine ainsi accumulées sur la surface de l'alésage se détachent ou tombent, et se mélangent à l'acier coulé, dégradant ainsi la qualité du toron
d'acier coulé.
Afin d'éviter la réduction ou le bouchage mentionné ci-
dessus de l'alésage de la buse de coulée de l'acier fondu provoque par les inclusions non métalliques telles que l'a-alumine, on a proposé une méthode qui comprend l'éjection d'un gaz inerte depuis la surface de l'aLésage de la buse de coulée de l'acier fondu vers l'acier fondu s'écoulant à travers l'alésage, pour éviter que les inclusions non métalliques teLLes que l'a-alumine présentes dans
l'acier fondu se déposent et s'accumulent sur la surface de l'alé-
sage (désigné ci-après par "art antérieur 1").
Toutefois, la méthode mentionnée ci-dessus de l'art antérieur 1 comporte les problèmes suivants: Une quantité trop grande de gaz inerte éjecté provoque le mélangeage des bulles produites par le gaz inerte avec l'acier coulé, conduisant à la production des défauts tels que les trous d'épingle dans le produit en acier à l'achèvement du laminage. Ce problème est particulièrement sérieux dans la coulée de l'acier fondu pour des tôles d'acier minces de qualité supérieure. Une trop petite quantité de gaz inerte éjecté provoque, par contre, le dépôt et l'accumulation des inclusions non métalliques telles que l'a-alumine sur la surface de l'aLésage de la buse de coulée de l'acier fondu, provoquant ainsi la réduction ou le bouchage de l'alésage. Lors de la coulée de l'acier fondu pendant une longue période de temps, le contrôLe stable de la quantité de gaz inerte éjecté de la surface de l'alésage de la buse de coulée de l'acier fondu devient graduellement plus difficile, du fait que la structure du matériau réfractaire formant la buse de coulée de l'acier fondu se dégrade. Comme résultat, les inclusions non métalliques telles que l'"-alumine se déposent et s'accumulent sur la surface de l'alésage de la buse de coulée de l'acier fondu, provoquant ainsi la réduction ou le bouchage de l'alésage. En outre, lors de la coulée de l'acier fondu pendant une longue période de temps, une érosion locale de la surface de l'alésage de la buse de coulée de l'acier fondu est accélérée considérablement par le gaz inerte éjecté. Ceci rend impossible la continuation de l'éjection du gaz inerte et peut provoquer le bouchage rapide de l'alésage. En vue de résoudre les problèmes mentionnés cidessus sans employer un moyen mécanique tel que l'éjection d'un gaz inerte, on utilise usuellement une buse de coulée de l'acier fondu
comprenant un matériau réfractaire en nitrure de bore (désigné ci-
après par "art antérieur 2").
Toutefois, la buse de couLée de l'acier fondu mentionné ci-dessus de l'art antérieur 2 présente les problèmes suivants: La buse de couLée de l'acier fondu comprenant un matériau réfractaire en nitrure de bore requiert un coût de fabrication très éLevé. De plus, l'inhibition du dépôt des inclusions non métalliques telles que l'oc-alumine sur la surface de l'alésage de cette buse n'est pas encore suffisante. De plus, le nitrure de bore a un coefficient de dilatation thermique élevé. Ainsi, lorsque l'on fabrique intégralement une buse de coulée de l'acier fondu en utilisant un matériau réfractaire alumine-graphite pour une portion extérieure de la buse de coulée de l'acier fondu, et un matériau réfractaire en nitrure de bore pour une portion intérieure de la buse de coulée de l'acier fondu, ladite portion intérieure formant l'alésage, la connexion est médiocre dans l'interface entre le matériau réfractaire d'alumine-graphite formant la portion extérieure de la buse de coulée de l'acier fondu et le matériau réfractaire de nitrure de bore formant la portion intérieure de la buse de coulée de l'acier fondu, de sorte que le détachement du matériau réfractaire en nitrure de bore du matériau réfractaire d'alumine-graphite durant la couLée de l'acier fondu peut rendre
difficile la mise en oeuvre de la coulée.
En vue d'éviter le bouchage de l'alésage de la buse de coulée de l'acier fondu, la publication provisoire du brevet japonais n 57-71 860 décrit une buse de coulée de l'acier fondu formée par un matériau réfractaire constitué essentiellement de: graphite: de 10 à 50 % en poids, oxyde de calcium: de 20 à 75 % en poids, et
le restant étant un agrégat réfractaire.
L'agrégat réfractaire mentionné ci-dessus peut encore contenir de l'aluminium métallique dans l'intervalle de 1 à parties en poids pour 100 parties en poids d'agrégat réfractaire
(désigné ci-après par "art antérieur 3").
Toutefois, La buse de coulée de l'acier fondu mentionnée ci-dessus de l'art antérieur 3 présente les problèmes suivants: IL est vrai que l'oxyde de calcium (CaO) réagit
rapidement avec les inclusions non métalliques telles que l'x-
aLumine produites par réaction de l'alumine ajoutée comme agent désoxydant avec l'oxygène présent dans l'acier fondu, pour produire des composés à bas point de fusion. En conséquence, l'oxyde de calcium a pour fonction d'empêcher les inclusions non métalliques telles que l'a-alumine de se déposer et de s'accumuler à la surface de l'alésage. Toutefois, l'oxyde de calcium, lorsqu'il est présent seul, réagit violemment avec l'eau ou l'humidité dans l'air même à la température ambiante pour produire de l'hydroxyde de calcium (Ca(OH)2), qui se désintègre facilement et tend à devenir pulvérulent, provoquant ainsi facilement la dégradation de la structure de la buse de coulée de l'acier fondu. De grandes précautions sont donc nécessaires pour stocker la buse de coulée de l'acier fondu. De plus, en raison du coefficient de dilatation thermique élevé de l'oxyde de calcium, une contrainte thermique considérable est produite dans l'intérieur de la buse de coulée de l'acier fondu lorsque l'oxyde de calcium est présent seul et soumis au chauffage qui provoque une distribution de température non uniforme, résultant ainsi en une résistance au choc thermique
inférieure de la buse de coulée de l'acier fondu.
Compte tenu des problèmes décrits ci-dessus, il est difficile d'utiliser une buse de coulée de métal fondu réalisée en un matériau réfractaire, dans lequel l'oxyde de calcium est présent seul, pendant une longue période de temps pour la couLée continue
de l'acier fondu.
Dans ces circonstances, il existe une forte demande pour le développement d'une buse de coulée de l'acier fondu qui permet d'éviter la réduction ou le bouchage de l'alésage de la buse et la dégradation de la structure du matériau réfractaire formant -la buse, d'une manière économique et pendant une longue période de temps, sans employer un moyen mécanique tel que l'éjection d'un gaz inerte, mais une telle buse de coulée de l'acier fondu n'a pas
encore été proposée.
Sommaire de L'invention
La présente invention a donc pour objet de fournir une buse de coulée de l'acier fondu qui permet d'éviter la réduction ou le bouchage de l'alésage de la buse et la dégradation de la structure du matériau réfractaire formant la buse d'une manière économique et pendant une longue période de temps sans employer un
moyen mécanique tel que l'éjection d'un gaz inerte.
Conformément à une caractéristique de la présente invention, on fournit une buse de coulée de l'acier fondu ayant le long de son axe un alésage à travers lequel s'écoule l'acier fondu, caractérisée en ce que: au moins une partie d'une portion intérieure de ladite buse de couLée de l'acier fondu, ladite portion intérieure formant ledit alésage, est formée d'un matériau réfractaire constitué essentiellement de: - scorie de zircone comprenant de la zircone cubique et du zirconate de calcium en quantité de 40 à 85 % en poids, la teneur en oxyde de calcium dans cette scorie de zircone étant comprise dans l'intervalle de 3 à parties en poids pour 100 parties en poids de ladite scorie de zircone; - du graphite en quantité de 10 à 30 % en poids; et - d'au moins un élément choisi dans le groupe constitué de: silice: de 1 à 15 % en poids, et
magnésie: de 1 à 15 % en poids.
Description brève. du dessin
La figure unique est une vue en coupe verticale schématique illustrant un mode de réalisation de la buse de coulée de l'acier fondu de la' présente invention sous la forme d'une buse d'immersion.
Description détaillée des modes de réalisation préférés
Compte tenu de ce qui précède, des études intensives ont été conduites pour déveLopper une buse de couLée de l'acier fondu qui permet d'éviter La réduction ou le bouchage de L'alésage de La buse et la dégradation de la structure du matériau réfractaire formant la buse d'une manière économique et pendant une longue période de temps sans employer un moyen mécanique tel que
l'éjection d'un gaz inerte.
Comme résultat, on a découvert ce qui suit: en formant une buse de couLée de l'acier fondu à l'aide d'un matériau réfractaire dans lequel l'oxyde de calcium coexiste avec la zircone, il est possible d'inhiber la réaction violente de l'oxyde de calcium avec de l'eau ou avec l'humidité de l'air, permettant ainsi d'éviter la dégradation de la structure de la buse de coulée de l'acier fondu. IL est également possible d'empêcher les inclusions non métalliques telles que l'oc-alumine de se déposer et de s'accumuler sur la surface de l'alésage de la buse de coulée de l'acier fondu, par la production de-composés à bas point de fusion formés par la réaction entre l'oxyde de calcium dans la scorie de zircone, sur la surface de l'alésage, et les inclusions non métalliques telles que l'ocalumine, qui sont produites par la réaction de l'aluminium ajouté dans l'acier fondu en tant qu'agent
désoxydant avec l'oxygène présent dans l'acier fondu.
Plus spécifiquement, la scorie de zircone ayant une taille de particule prescrite est préparée par fusion de l'oxyde
de calcium et de la zircone dans un four électrique à une tempé-
rature d'au moins 1600 0C, puis refroidissement de la masse fondue résultante pour La solidifier, et ensuite pulvérisation du solide résultant. Là scorie de zircone ainsi préparée, qui comprend de la zircone cubique et du zirconate de calcium (CaO,Zr02), est stable similairement à la zircone stabilisée, et a un coefficient de dilatation thermique faible, et inhibe la réaction violente de l'oxyde de calcium avec l'eau ou avec l'humidité de l'air, évitant ainsi la dégradation de la structure de la buse de coulée de
l'acier fondu.
De plus, lorsque- la scorie de zircone mentionnée ci-
dessus coexiste avec la silice et/ou La magnésie en quantité prescrite, l'oxyde de calcium dans chaque particule de scorie de zircone tend à migrer facilement vers la surface de chaque particule de scorie de zircone sous l'effet de la silice et/ou de
la magnésie coexistantes mentionnées ci-dessus.
En d'autres termes, l'oxyde de calcium, qui doit réagir avec l'o-alumine dans l'acier fondu, c'est-à-dire le constituant principal des inclusions non métalliques déposé sur la surface de l'alésage de la buse de coulée de l'acier fondu, migre vers la
surface de chaque particule de scorie de zircone et s'y rassemble.
Ceci permet d'inhiber la réaction violente de l'oxyde de calcium avec l'eau ou avec l'humidité de l'air, et permet la continuation de la réaction entre l'oxyde de calcium et l'c-aLumine pour produire les composés à bas point de fusion, permettant ainsi d'éviter efficacement pendant une longue période de temps le dép6t
et l'accumulation des inclusions non métalliques telles que l'o-
alumine à la surface de l'alésage de la buse de coulée de l'acier fondu. La présente invention est développée sur la base des découvertes mentionnées ci-dessus. Au moins une partie d'une portion intérieure de la buse de couLée de l'acier fondu de la présente invention, ladite portion intérieure formant l'alésage de
la buse, est formée d'un matériau réfractaire constitué essentiel-
lement de: - scorie de zircone comprenant de la zircone cubique et du zirconate de calcium en quantité de 40 à 85 % en poids, la teneur en oxyde de calcium dans ladite scorie de zircone étant comprise dans l'intervalle de 3 à parties en poids pour 100 parties en poids de ladite scorie de zircone; - du graphite en quantité de 10 à 30 % en poids; et - d'au moins un élément choisi dans le groupe constitué de: silice: de I à 15 % en poids, et
magnésie: de 1 à 15 % en poids.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la
totalité de La buse est formée dudit matériau réfractaire.
Dans la description qui suit on décrira les raisons pour
lesquelles on a limité la composition chimique du matériau réfrac-
taire formant au moins une partie d'une portion intérieure de la buse de coulée de l'acier fondu de la présente invention comme
mentionné ci-dessus.
(1) Scorie de zircone:
La scorie de zircone a un faible coefficient de dila-
tation thermique et une excellente résistance à l'effritement.
Lorsque la teneur en scorie de zircone est inférieure à 40 % en poids, toutefois, la quantité d'oxyde de calcium, qui doit réagir avec Les inclusions non métalliques telles que l'oc-alumine dans L'acier fondu, devient insuffisante, rendant ainsi impossible la prévention du dépôt et de l'accumulation des inclusions non métalliques telles que l'o-alumine sur la surface de l'alésage de la buse de coulée de l'acier fondu. Lorsque la teneur en scorie de zircone est supérieure à 85 % en poids, par contre, le coefficient de dilatation thermique augmente, et la résistance à l'effritement est détériorée. La teneur en scorie de zircone doit donc être limitée dans l'intervalle de 40 à 85 % en poids. La scorie de zircone doit de préférence avoir une taille moyenne de particule allant jusqu'à 44 pm pour assurer une bonne surface lisse de la buse. (2) Oxyde de calcium contenu dans la scorie de zircone: L'oxyde de calcium contenu dans la scorie de zircone,
dont la propriété de réagir violemment avec l'eau ou avec l'humi-
dité de l'air est fortement diminuée, réagit avec les inclusions non métalliques telles que l'o-alumine dans l'acier fondu pour produire des composés à bas point de fusion. Lorsque la teneur en oxyde de calcium dans la scorie de zircone est inférieure à 3 parties en poids pour 100 parties en poids de scorie de zircone, toutefois, l'effet désiré tel que décrit ci-dessus ne peut pas être obtenu, et la présence de la baddeLeyite (ZrO2) dans la scorie de zircone provoque la dégradation de la structure de la buse de coulée de l'acier fondu. Lorsque la teneur en oxyde de calcium dans la scorie de zircone est supérieure à 35 parties en poids pour 100 parties en poids de scorie de zircone, par contre, l'oxyde de calcium qui n'est pas dissous dans le zirconate de calcium, réagit violemment avec l'eau ou l'humidité de l'air et a un coefficient de dilatation thermique élevé, est présent seul dans la scorie de zircone, entraînant la dégradation de la structure de la buse de coulée de l'acier fondu. La teneur en oxyde de calcium dans la scorie de zircone doit donc être limitée à l'intérieur de L'intervalle de 3 à 35 parties en poids pour 100
parties en poids de scorie de zircone.
(3) Graphite: Le graphite a pour fonction d'améliorer la résistance à l'oxydation aussi bien que la résistance au mouillage vis-à-vis de
l'acier fondu d'un matériau réfractaire et d'accroître sa conduc-
tivité thermique. En particulier, le graphite naturel peut convenir pour obtenir la fonction mentionnée ci-dessus. Lorsque la teneur en graphite est inférieure à 10 % en poids, toutefois, l'effet désiré décrit cidessus ne peut pas être obtenu, et la résistance à l'effritement est médiocre. Lorsque la teneur en graphite est supérieure à 30 % en poids, par contre, la résistance à la corrosion est dégradée. La teneur en graphite doit donc être limitée dans l'intervalle de 10 à 30 % en poids. Le graphite doit de préférence avoir une taille moyenne de particule allant jusqu'à
500 pm pour améliorer les fonctions.mentionnées ci-dessus.
(4) Silice: La silice a pour fonction de promouvoir la migration de l'oxyde de calcium dans chaque particule de scorie de zircone vers la surface de chaque particule de scorie de zircone et de s'y rassembler. La siLice a également pour fonction de réduire Le coefficient de dilatation thermique de la scorie de zircone et d'améliorer sa résistance à l'effritement. Lorsque la teneur en silice est inférieure à 1 % en poids, toutefois, l'effet désiré décrit ci-dessus ne peut pas être obtenu. Lorsque la teneur en silice est supérieure à 15 % en poids, par contre, la structure du matériau réfractaire est détériorée, avec une résistance à la corrosion inférieure. La teneur en silice doit donc être limitée dans l'intervalle de 1 à 15 % en poids. En vue d'obtenir une dispersibilité satisfaisante de la silice et d'améliorer les fonctions mentionnées ci-dessus de la silice, celle-ci doit de préférence avoir une taille moyenne de particule allant jusqu'à pm. (5) Magnésie: La magnésie a, comme la silice, pour fonction de promouvoir la migration de l'oxyde de calcium dans chaque particule de scorie de zircone vers la surface de chaque particule de scorie de zircone et de s'y rassembler. Lorsque la teneur en magnésie est inférieure à 1 % en poids, toutefois, l'effet désiré décrit ci-dessus ne peut pas être obtenu. Lorsque la teneur en magnésie est supérieure à 15 % en poids, par contre, la réaction de la magnésie avec l'alumine dans l'acier fondu produit le spinelle (Mg0,A1203) , conduisant à un dépôt et à une accumulation plus faciles des inclusions non métalliques telles que le spinelle sur la surface de l'alésage de la buse de coulée de l'acier fondu. En vue d'obtenir une dispersibilité satisfaisante de la magnésie et d'améliorer la fonction mentionnée cidessus de la magnésie, celle-ci doit avoir de préférence une taille moyenne de particule allant jusqu'à 20 pm. Lorsque la magnésie et la silice sont à la fois contenues dans le matériau réfractaire, les effets mentionnés ci-dessus de la magnésie et de la silice peuvent être améliorés de
façon synergique.
On décrit maintenant un mode de réalisation de la buse de coulée de l'acier fondu de la présente invention en référence au dessin. La figure 1 est une vue en coupe verticaLe schématique iLlustrant un mode de réalisation de la buse de coulée de l'acier fondu de la présente invention sous la forme d'une buse d'immersion. La buse de couLée de l'acier fondu de ce mode de réalisation est utilisée comme une buse d'immersion qui est disposée entre une cuve réfractaire et un moule vertical disposé sous la cuve réfractaire. Comme montré à la figure 1, La buse de coulée de l'acier fondu 4 de la présente invention comporte, le long de son axe, un alésage 1 à travers lequel s'écoule l'acier fondu. Une portion intérieure 2 de La buse de coulée de l'acier fondu 4, qui forme l'alésage 1, est formée d'un matériau réfractaire ayant la composition chimique mentionnée ci-dessus. Une portion extérieure 3, qui entoure la portion intérieure 2, est
formée d'un matériau réfractaire, par exemple, un matériau réfrac-
taire d'alumine-graphite qui a une excellente résistance à l'érosion visà-vis de l'acier fondu. Conformément à la buse de coulée de l'acier fondu 4 mentionnée ci-dessus, il est possible d'éviter le dépôt et l'accumulation des inclusions non métalliques telles que l'oc-alumine présentes dans l'acier fondu, sur la surface de la portion intérieure 2 de la buse de coulée de l'acier fondu 4,
qui forme l'alésage 1, pendant une longue période de temps.
La buse de coulée de l'acier fondu de la présente
invention est maintenant décrite en détail à l'aide d'un exemple.
Exemple
Tout d'abord, l'oxyde de calcium (CaO) et la zircone (ZrO2) sont fondus dans un four électrique à une température d'au moins 1 600 C, puis la masse fondue résultante est refroidie à la température ambiante pour la solidifier, et ensuite le solide résultant est pulvérisé dans un broyeur à boulets pour préparer la scorie de zircone ayant une taille moyenne de particule allant jusqu'à 44 pm. La teneur en oxyde de calcium dans la scorie de zircone ainsi préparée est comprise dans l'intervalle de 3 à 35
parties en poids pour 100 parties en poids de scorie de zircone.
Ensuite, une résine phénolique à l'état de poudre et de liquide en quantité de 5 à 10 % en poids est ajoutée à chacune des matières premières mélangées numéros 1 à 3 incluant la scorie de zircone mentionnée ci-dessus ainsi préparée, ayant Les compositions chimiques à l'intérieur du cadre de La présente invention comme montré dans.Le tabLeau 1. Chacune de ces matières premières mélangées numéros 1 à 3 additionnées de résine phénolique est mélangée et malaxée pour obtenir une masse malaxée. On forme à partir de chacune des masses malaxées ainsi obtenues un corps formé ayant des dimensions de 30 mm x 30 mm x 250 mm pour tester la quantité de dépôts des inclusions non métalliques telles que l'a-alumine, et un autre corps formé tubulaire ayant un diamètre extérieur de 100 mm, un diamètre intérieur de 40 mm et une longueur de 250 mm pour tester la résistance à l'effritement. Ensuite, ces
corps formés sont soumis à une cuisson avec réduction à une tempé-
rature comprise dans l'intervalle de I 000 à 1 200 C pour préparer Les échantillons (désignés ci-après par "échantillons de
l'invention") numéros 1 à 3.
Ensuite, la résine phénolique à l'état de poudre et de Liquide en quantité de 5 à 10 % en poids est ajoutée à chacune des matières premières mélangées numéros 4 à 6 incluant la scorie de zircone mentionnée ci-dessus ainsi préparée, ayant les compositions chimiques extérieures au cadre de la présente invention comme montré dans le tableau 1. Chacune de ces matières premières mélangées numéros 4 à 6 additionnées de résine phénolique et mélangées et malaxées pour obtenir une masse malaxée. On forme à partir de chacune des masses malaxées ainsi obtenues un corps formé ayant des dimensions de 30 mm x 30 mm x 250 mm pour tester la quantité de dépôts des inclusions non métalliques telles que L'a-alumine, et un autre corps formé tubulaire ayant un diamètre extérieur de 100 mm, un diamètre intérieur de 40 mm et une longueur de 250 mm pour tester la résistance à l'effritement. Ensuite, ces
corps formés sont soumis à une cuisson avec réduction à une tempé-
rature comprise dans l'intervalle de 1 000 à 1 200 C pour préparer
les échantillons (désignés ci-après par "échantillons de compa-
raison") numéros 4 à 6.
Tableau 1
(% en poids) Composition chimique Echantillon de Echantillon de de la matière l'invention comparaison première mélangée No.1 No.2 No.3 No.4 No. 5 No.6 Scorie de zircone contenant de l'oxyde 85 70 80 - - 90 de calcium Graphite 10 10 15 10 15 10
Silice 5 10 5 - - -
Magnésie - 10. -
Alumine -. _ 80 -
Carbure de
I silicium - _ _ 10 5 -
Baddeleyite - - - 80 - -
Pour chacun des échantillons mentionnés ci-dessus de l'invention numéros 1 à 3 et des échantillons de comparaison numéros 4 à 6, on mesure le poids spécifique apparent, la porosité apparente (%) et la résistance à la flexion (kg/cm2), et les propriétés de surface incluant la rugosité moyenne Ra (pm), la hauteur maximale Rmax (pm), et une rugosité moyenne en dix points
Rz - D (pm). Les résultats sont montrés dans Le tableau 2.
Ensuite, chacun des échantillons tubulaires de L'inven-
tion numéros 1 à 3 et des échantillons tubulaires de comparaison numéros 4 à 6 ayant un diamètre extérieur de 100 mm, un diamètre intérieur de 40 mm et une Longueur de 250 mm, est chauffé dans un four électrique à une température de 1 550 C pendant 30 minutes, puis refroidi rapidement à L'eau pour rechercher La résistance à
l'effritement. Les résultats sont montrés dans Le tabLeau 2.
Subséquemment, chacun des échantillons de L'invention numéros 1 à 3 et des échantiLLons de comparaison numéros 4 à 6 ayant des dimensions de 30 mm x 30 mm x 250 mm est immergé dans L'acier fondu à une température de 1 550 C contenant de L'aluminium en quantité comprise dans L'intervaLLe de 0,05 à 0,10 % en poids pendant 180 minutes pour rechercher Le rapport d'érosion (%) et la quantité de dépôts (mm) des inclusions non métaLLiques telles que l'oc-alumine. Les résultats sont également montrés dans Le
tableau 2.
Tableau 2
EchantilLon de Echantillon de l'invention comparaison No. 1 No. 2 No.3 No. 4 No. 51 No.6 Poids spécifique 3,05 2,91 3,02 3,43 2,70 3,15 apparent Porosité 21,0 20,9 19,6 14,0 15,4 19,8 apparente (%) Résistance à la flexion (kg/cm2 cm) (98) (115) (108) (118) (98) (110) MPa 9,8 11,5 10,8 11,8 9,8 il Viscosité 2,3 2,4 2,4 2,5 3,4 3,0 moyenne Ra (umn) Ln Hauteur maxi-19,5 20,5 21,4 26,2 54,3 30,4 male Rmax (_m) Rugosité moyenne 15,8 16,3 16,7 18,3 28,6 128,7 en 10 points Rz - D (,m) Rapport d'érosion (%) 10 15 10 5 2 5 Résistance à l'effritement aucune aucune aucune aucune aucune formation craque- craque- craque- craque- craque- de lure lure Lure lure lure craquelure Quantité de dépôt (mm)| presque presque presque 5 15 15 zéro zéro zéro ' Il est clair d'après le tableau 2, que tous les échantillons de l'invention numéros 1 à 3 ont des propriétés de surface excellentes avec en plus un faible rapport d'érosion, de sorte qu'il est possible d'éviter la détérioration de La structure du matériau réfractaire. Les échantillons de l'invention numéros 1 à 3 ont en outre une résistance excellente à l'effritement et ne présentent pas de dépôts d'inclusions non métalliques telles que l'o-aLumine, permettant ainsi d'éviter efficacement la réduction ou le bouchage de l'aLésage de la buse de coulée de L'acier fondu.
Tous Les échantiLLons de comparaison numéros 4 à 6 présentent au
contraire une grande quantité de dépôts d'inclusions non métaL-
liques telles que l'a-alumine. En particulier, l'échantillon de comparaison numéros 6, ayant une teneur supérieure en scorie de zircone à l'extérieur du cadre de la présente invention, montre une résistance à l'effritement médiocre, et en raison de l'absence de silice et de magnésie, présente une grande quantité de dépôts
d'inclusions non métalliques telles que l'x-alumine.
Ensuite, la résine phénoLique à l'état de poudre et de liquide en quantité de 5 à 10 % en poids est ajoutée à chacune des matières premières mélangées numéros 1 à 3 ayant les compositions chimiques à l'intérieur du cadre de la présente invention comme montré dans le tableau 1. Chacune des matières premières numéros 1 à 3 additionnée de résine phénolique est mélangée et malaxée pour obtenir une masse malaxée. Comme montré à la figure 1, chacune des masses malaxées ainsi obtenues est utilisée pour la portion intérieure 2 de la buse de coulée de l'acier fondu 4, ladite
portion intérieure 2 formant l'alésage 1, et un matériau réfrac-
taire d'alumine-graphite est utilisé pour la portion extérieure 3 de la buse de coulée de l'acier fondu 4 de façon à entourer la portion intérieure 2 mentionnée ci-dessus. La portion intérieure 2 et La portion extérieure -3 sont formées intégralement au moyen de la méthode connue de pressage isostatique sous une pression de formage de 1 t/cm2 (100 MPa) et ensuite soumise à une cuisson avec réduction à une température comprise dans l'intervalle de 1 000 à o 1 200 C pour préparer des buses de coulée de L'acier fondu sous forme de buses d'immersion (désignées ci-après par "buses de
l'invention") numéros 1 et 3.
A titre de comparaison, une buse de coulée de l'acier fondu connue, dans laquelle un gaz inerte est éjecté de la surface de l'alésage de la buse dans la direction de l'acier fondu
s'écoulant à travers la buse (désignée ci-après par "buse de compa-
raison"), est fournie.
Ensuite, dans une machine de coulée continue utilisant une poche de couLée de 250 t et une cuve réfractaire de 25 t, on adapte Les buses de l'invention numéros 1 et 3 et la buse de comparaison, entre la cuve réfractaire et un moule vertical OS disposé sous la cuve réfractaire, et un acier fondu calmé à l'aluminium contenant de l'aluminium en quantité comprise dans l'intervalle de 0,05 à 0,06 % en poids est coulé en continu pendant 400 minutes, pour rechercher l'état des dépôts des inclusions non métalliques telLes que L'oc-alumine pour chacune des buses de l'invention numéros 1 et 3 et pour la buse de comparaison. Conformément aux résultats, la quantité d'inclusions non métalliques telles que l'c-alumine déposées sur la surface de l'alésage de chacune des buses de l'invention numéros I et 3 est comprise dans l'intervalle de 0 à 2 mm, tandis que celle dans la
buse de comparaison est dans l'intervalle de 4 à 12 mm.
Il est évident d'après la description précédente, que
dans les échantillons de l'invention numéros 1 à 3 ainsi que dans les buses de l'invention numéros 1 et 3, le dépôt des inclusions
non métalliques telles que l'o-alumine est efficacement inhibé.
Il en est de même lorsque la buse de coulée de l'acier
fondu de la présente invention est utilisée comme buse d'alimen-
tation pour la coulée en continu du type horizontal.
Conformément à la buse de coulée de l'acier fondu de la présente invention, telle que décrit ci-dessus en détail, il est possible d'éviter de façon stable la réduction ou le bouchage de l'alésage de la buse par des inclusions non métalliques telles que l'oc-alumine pendant une longue période de temps sans provoquer la
dégradation de la structure du matériau réfractaire.

Claims (4)

REVENDICATIONS
1. Une buse de couLée de l'acier fondu comportant le Long de son axe un aLésage à travers lequel s'écoule l'acier fondu, caractérisée en ce que: au moins une partie d'une portion intérieure de ladite buse de coulée de L'acier fondu, ladite portion intérieure formant ledit alésage, est formée d'un matériau réfractaire constitué essentiellement de: - scorie de zircone comprenant de la zircone cubique et du zirconate de calcium en quantité de 40 à 85 % en poids, la teneur en oxyde de calcium dans ladite scorie de zircone étant comprise dans l'intervalle de 3 à 35 parties en poids pour parties en poids de ladite scorie de zircone; - du graphite en quantité de 10 à 30 % en poids; et - d'au moins un élément choisi dans le groupe constitué de: silice: de 1 à 15 % en poids, et
magnésie: de 1 à 15 % en poids.
2. La buse de coulée de l'acier fondu selon la reven-
dication 1, caractérisée en ce que la totalité de la buse de
coulée de l'acier fondu est formée dudit matériau réfractaire.
3. La buse de coulée de l'acier fondu selon la reven-
dication 1, caractérisée en ce que ladite portion intérieure de ladite buse de couLée de l'acier fondu, cette portion intérieure
formant cet alésage, est formée dudit matériau réfractaire.
4. La buse de couLée de l'acier fondu selon la reven-
dication 2 ou 3, caractérisée en ce que ladite scorie de zircone a une taille moyenne de particule allant jusqu'à 44 pm, ledit graphite a une taille moyenne de particule allant jusqu'à 500 pm; et ladite silice et Ladite magnésie ont une taille moyenne
de particule allant jusqu'à 20 pm.
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