LU82693A1 - Procede et appareil de coulee en continu de feuillards metalliques - Google Patents

Description

' D. 51.238

Û O C—Λ Gâ^ND-DUCHÉ DE LUXEMBOURG Brevet Nc................V ~.....V J

du .5 août 19 B O................. Monsieur le Ministre τ.+ de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes _IZZI.................. Service de la Propriété Industrielle

LUXEMBOURG

Demande de Brevet d’invention I. Requête

...La société .diter.....BRITXSH...STEEL...CORPORATION.,......33 Grosvenor.......................<U

...place, à LONDRES... SW1X.. .7. J.G, Grande-Bretagne, représentée.....par............... .

...i4oiisIeiir....jIac.q.ue.s.....d!e....Mwy.s.!e.3:.i......agissant.....en....q.uallfcé.....d.e....m^daMire. (2) dépose........ ce ....six....aoÛ.t....l9ioo.....qnatre.r:xing.t------------------------------------------------(3) à.......15............ .... heures, au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, à Luxembourg : 1. la présente requête pour l’obtention d’un brevet d’invention concernant : * .....î7..PrG€éâé et •appareil -de-.coulée ..en...con.tlnu .de.....feuillar.ds. ..métal-t4) ij .........liques"........................................................................................................................................................................................................

déclare, en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l’(es) inventeur(s) est (sont) : ...Gene Donald....SEEN.CELE.Y,......8.....Cr.o£.t...Hills,.....lame.Bridge, Stokesley, Æ) .....Yor.ksh.ire.,.....Grande-Bretagne..............................................................................................................................................

2. la délégation de pouvoir, datée de .......LONDRES................................. le .3.0.....jU-illet......X9.8.P. ..

3. la description en langue.........française.................................. de l’invention en deux exemplaires ; 4........4..................... planches de dessin, en deux exemplaires ; 5. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le......6.....août...198 a....................................................................................................................................................................................................................

revendique pour la ouadite-domende-dc brevet-la-priorité d’une -(des)- -demande^) de- (6).......................brev5E!r*~r-r^·_____„^^dépnséefs'i en (7).....Grande-Bretagne ~~..............................

le 25 ju±llet....l9.8o.._4l^^_____________________________________________________________(8) au-nuBrar'...Xa....dép.Qs.ants.................................................................................................................................... ~~~— (9> élit domicile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg ......................................

.....3.5, bld* Royal....................................................................................................................................................................................................... do) sollicite la délivrance d’un brevet d’invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes Susmentionnées, — avec ajournement de cette délivrance à . .........JJ....................... ...... mois.

r^T*daMrVV-V\ i'· ...........' Π. Procès-verbal de Dépôt *

La susdite demande de brevet d’invention a été déposée au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, Service de la Propriété Industrielle à Luxembourg, en date du : 6 août 198o .......··., Pr. le-iMinistre à 1.5 heures <T/S,v l’Économie Nation&le e^ies Classes Moyennes, ‘ SX - " ’ * fi ^ 9) A 68007_1 S ' ßi_/ /_ I . D. 51.238 if * n

S

i Mémoire Descriptif * déposé à l’appui d’une demande de

BREVET D’INVENTION

au

Luxembourg

formée par: BRITISH STEEL CORPORATION

pour: "Procédé et appareil de coulée en continu de feuillardi métalliques".

L-s ! La présente invention concerne la coulée en continu d’un métal et plus particulièrement, mais non exclusivement, la coulée d'un métal en fusion à partir d'un four de fusion ou de traitement métallurgique pour former un feuillard qui peut être aisément fragmenté en vue d'être utilisé ultérieurement comme charge, agent désoxydant ou additif d'alliage, par exemple, dans un récipient de fabrication d'acier.

I Diverses propositions ont été suggérées antérieurement pour la coulée en continu d'un feuillard métallique. Par exemple, dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3.703.204» on décrit le concept de la coulée d'un métal en fusion dans un moule en U - se déplaçant horizontalement et réalisé en une matière pouvant ' subir une ablation telle que le papier mâché, cette matière étant carbonisée ou brûlée sur le métal en fusion pour former une surface de moulage au cours de sa solidifcation dans le moule. Il est également connu de couler continuellement un métal en fusion dans des moules en U comportant un revêtement intérieur en une matière céramique non consumable.

IDans une aciérie intégrée, la capacité de production de fer d'un four est normalement adaptée à la capacité de produc- j tion d'acier de l'aciérie. Etant donné qu'il n'est souvent pas pratique ni- économique de manipuler le débit d'un haut fourneau ipour le mettre en concordance avec les exigences variables de l'installation de fabrication d'acier, il arrive parfois que la quantité de fer produite par le haut fourneau est supérieure à celle requise par l'installation de fabrication d'acier. Jusqu'à -présent, un excès éventuel de fer a été solidifié par des techniques de dépôt électrolytique, de coulée de gueuses et de granulation afin d'utiliser ultérieurement ce fer comme charge dans un récipient de fabrication d'acier. Ces techniques connues présentent des inconvénients résultant du faible rendement, du prix « / élevé, de la contamination et des dimensions du produit solidifié.

La présente invention a pour objet de fournir un produit I coulé pouvant être aisément fragmenté afin de former des segments de dimensions appropriées que l'on utilisera comme charge, par exemple, dans une installation de fabrication d'acier ou comme agent désoxydant ou additif d'alliage dans une telle installation.

Sous un aspect de la présente invention, on prévoit un I appareil pour la fabrication d'une charge ferreuse destinée à être utilisée ultérieurement dans un four de fusion ou de traite- * ment métallurgique, cet appareil comprenant un substrat en fer en forme d'U pouvant se déplacer continuellement et dans une direction généralement horizontale devant un poste de coulée, un élé-‘ment prévu à ce poste de coulée et pouvant fonctionner pour couler continuellement une matière ferreuse en fusion sur ce substrat afin de former un feuillard métallique solidifié, un élément en vue de séparer ce feuillard du substrat, ainsi qu'un élément en vue de fragmenter le feuillard solidifié en segments ayant une dimension permettant de les utiliser comme charge ferreuse. De préférence, le substrat a une épaisseur suffisante pour dissiper la chaleur du feuillard coulé et faciliter ainsi sa solidification.

Le métal coulé continuellement sur le substrat peut I comporter du fer en fusion provenant d'un récipient de fabrica tion de fer (par exemple, un haut fourneau) ou de l'acier en fusion provenant d'un récipient de fabrication d'acier ou encore I un alliage de fer en fusion provenant d'une unité de fusion (par exemple, un haut fourneau ou un récipient de traitement métallurgique). Le produit coulé peut avoir une épaisseur pratiquement uniforme (par exemple : 25 mm) et l'on peut ensuite y pratiquer des rainures afin de faciliter sa fragmentation ultérieure.

En variante, des rainures peuvent être formées par S / I coulée dans le feuillard en raison de la configuration du substrat^ : ou encore elles peuvent être formées dans la surface supérieure du feuillard lors de sa solidification et ce, au moyen d'un rou-i leau comportant une surface dentelée pouvant tourner en contact avec la surface du feuillard. Dès lors, le substrat peut être ! réalisé avec des rainures s'étendant dans le sens latéral et/ou le sens longitudinal.

Un agent de refroidissement (par exemple, une pulvérisation d'eau) peut être dirigé . sur la surface du feuillard coulé afin de faciliter sa solidification.

Suivant un autre aspect de la présente invention, on prévoit un procédé de solidification d'une matière ferreuse en ' fusion venant d'un four de fusion ou de traitement métallurgique, ce procédé consistant à couler cette matière ferreuse en fusion sur un substrat allongé en fonte en forme d'U et se déplaçant horizontalement afin de former un feuillard solidifié, séparer ce feuillard solidifié du substrat, puis fragmenter le feuillard solidifié en segments pouvant être utilisés comme charge dans un procédé de fusion ou d'affinage des métaux.

Dans une application de l'invention, le four est un haut fourneau ou un four électrique de fusion ou de traitement ! ' métallurgique. La matière ferreuse peut comporter du fer en fu sion, de l'acier ou un alliage de fer, par exemple, du ferro-manganèse, du ferrochrome, du ferrosilicium, du ferrovanadium, du ferromolybdène, du ferrobore ou du ferrotitane.

La présente invention sera décrite ci-après à titre d'exemple en se référant aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue latérale schématique en élévation et en coupe illustrant une forme de réalisation de l'appareil suivant l'invention; ·* v—v la figure 2 est une coupe prise suivant la ligne II-II de la figure 1 ; et les figures 3 et 4 représentent respectivement une vue latérale en élévation et une vue en plan d’un autre appareil sui— » vant l’invention.

La figure 1 représente schématiquement du fer en fusion provenant d’un haut fourneau et devant être déversé d'une poche de coulée basculante 1 dans une cuve de retenue 2 disposée au-dessus de l'appareil de coulée de feuillard. Le débit auquel le fer en fusion est déversé dans cette cuve de retenue, est réglé en faisant varier l'angle d'inclinaison de la poche de coulée suivant le poids du métal contenu dans cette dernière, ce poids étant mesuré par des capteurs de charge 3 disposés en dessous de la poche de coulée.

L'appareil de coulée comprend un substrat en fonte en forme d'U 4 placé sur un système support 5 pouvant se déplacer horizontalement. Ce substrat 4 comporte une série de saillies 8 espacées régulièrement et s'étendant tant dans le sens longitudinal que le sens latéral, la flèche 6 indiquant le sens dans lequel se déplacent le substrat 4 et le système support 5.

Du fer en fusion 9 coulé sur le substrat 4 se solidifie en formant un feuillard comportant une surface inférieure

Irainurée épousant la configuration de la surface supérieure du substrat 4. Des pulvérisations d'eau 10 sont dirigées sur la surface supérieure du feuillard coulé afin d'accélérer sa solidifi-is cation. Ce feuillard ainsi solidifié est séparé continuellement ii du substrat 4 à un endroit approprié situé en aval de la cuve de retenue 2.

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!

Le substrat rainuré peut être remplacé après chaque • opération de coulée ou il peut être utilisé pour un nombre donné de coulées ou encore jusqu'à ce que sa géométrie ou sa surface / ' / _ devient inacceptable. Un revêtement superficiel (par exemple, du lait de chaux) peut être appliqué sur la surface supérieure du substrat avant la coulée du fer en fusion afin de faciliter la séparation entre le produit solidifié et le moule. Les saillies 8 formées sur le substrat se reflètent dans le produit coulé et elles permettent de fragmenter aisément le feuillard en fonte en segments ayant des dimensions appropriées pour pouvoir les utiliser comme charge dans des fonderies et des aciéries, ces segments étant tout particulièrement appropriés pour une installation fonctionnant avec un équipement d'alimentation en continu.

On décrira à présent une forme de réalisation plus détaillée de l'appareil suivant l'invention en se référant aux ‘figures 3 et 4. Pour des raisons de clarté, la figure 3 a été subdivisée en deux figures partielles 3A et 3B montrant respectivement une vue en coupe de gauche et une vue en coupe de droite de l'appareil complet. Dans cette forme de réalisation, le substrat est constitué de plusieurs segments de moules en fonte et en forme d'U 11 déplacés continuellement sur un parcours sans fin au moyen d'un système de courroies, de rouleaux et de chaînes. Le sens de déplacement des segments de moules est indiqué par la flèche 12.

Les segments de moules individuels ont essentiellement une section transversale analogue à celle illustrée en figure 2, encore que les saillies 8 puissent être omises. En outre, les segments de moules individuels comportent des dentelures et des ergots latéraux (non représentés) dans un but qui sera décrit ci- -i après.

4

Le brin supérieur du parcours sans fin sur lequel se déplacent les segments de moules, comprend une table à rouleaux ! généralement horizontale 13. A l’extrémité d'entrée de cette table à rouleaux, est prévu un transporteur à chaîne et à rou-

U

ï 9 leaux guillochés en acier 14 pouvant se déplacer en dessous des segments de moules, ainsi qu’entre les rouleaux adjacents de la table précitée pour entraîner les segments de moules le long de i cette table à une vitesse pratiquement constante. A cet effet, le transporteur à chaîne 14 comporte des éléments poussoirs (non représentés) coopérant avec des dentelures ou des ergots formés dans les segments de moules. Dès lors, sur toute la longueur du brin supérieur du parcours sans fin, des segments de moules adjacents se touchent mutuellement pour former un substrat à surface continue sans aucun espacement entre les segments individuels.

Un appareil de pulvérisation 15 destiné à déposer une matière de revêtement, par exemple, du graphite, sur les surfaces . supérieures des segments de moules est placé au-dessus et sur un côté de la table à rouleaux à l'extrémité d'entrée de celle-ci. Comme représenté dans les dessins, cet appareil de pulvérisation 15 comporte trois pulvérisateurs reliés à un réservoir commun d'une matière de revêtement.

A mesure que les segments de moules revêtus se déplacent le long de la table à rouleaux 13, le métal liquide est déversé continuellement de la poche de coulée 16 sur les segments de moules qui se touchent, afin de former un ruban métallique continu. Afin d'empêcher le métal liquide de se déplacer le long de la surface du substrat de moulage à l'encontre du sens de déplacement des segments de moules, une barre en bout en graphite 17 est placée juste en amont du poste de coulée. Dès lors, à . mesure que les segments de moules individuels se rapprochent du poste de coulée, ils passent en dessous de cette barre en bout, l'espace libre étant réglé à une valeur prédéterminée dépendant de l'épaisseur requise du feuillard coulé.

Le métal liquide peut être coulé sur les segments de moules directement à partir de la poche de coulée basculante 16; i en variante, une cuve de retenue analogue à celle illustrée dans les figures 1 et 2 ou un panier de coulée réglé par un bouchon peut être intercalé entre la poche de coulée et le moule.

Le métal liquide coulé se refroidit et se solidifie rapidement à l’intérieur des segments de moules en fonte, ces derniers étant d'une masse relativement importante afin de dissiper la chaleur hors du métal coulé. A un endroit de la table à î rouleaux qui est suffisamment éloigné du poste de coulée pour per- * mettre la solidification, le feuillard coulé et solidifié est détaché des segments de moules au moyen d'un transporteur 18. Ce transporteur comprend deux trains de chaînes transporteuses à rouleaux guillochés en acier disposées en chapelet,chaque train . comportant des éléments supports (non représentés) écartés d'une distance constante. Ce transporteur 18 recueille chaque segment de moule individuel .11 par 1* engagement des éléments supports sur les ergots ou les dentelures des segments de moules, puis il transporte chaque segment à l'écart de la table à rouleaux 13, pour l'abaisser et le transférer ensuite le long d'un plan légèrement incliné, en le transférant ensuite sur un transporteur de renvoi 19. A son extrémité supérieure, le transporteur 18 est conçu pour se déplacer en dessous des segments de moules dans les limites de la largeur de ces derniers, ainsi qu*entre les rouleaux adjacents de la table 13.

Le transporteur de renvoi 19 ramène les segments de moules du transporteur 18 à l'extrémité de la table à rouleaux

Iprès de l'appareil de pulvérisation 15. Ce transporteur 19 comporte à nouveau deux trains de chaînes transporteuses à rouleaux guillochés en acier disposées en chapelet et entre lesquelles les segments de moules sont supportés. Ces trains de chaînes . sont munis de broches d'appui ou d'éléments analogues (non représentés) destinés à venir se placer dans les faces dentelées des segments de moules.

s) /

Ce transporteur de renvoi 19 comporte des sections inclinées 20, 21 respectivement afin de transférer les segments de moules à 1* écart du transporteur 18 et les réintroduire ensuite sur la table support à rouleaux 13.

Lorsque chaque segment de moule voyage le long du brin inférieur- de son parcours sans fin, il est, en outre, supporté sur une voie à rouleaux 22 fonctionnant par gravité. Lorsque les segments de moules voyagent le long de cette voie 22, leurs surfaces supérieures et inférieures sont refroidies par les pulvérisations d'eau 24.

Les transporteurs 14, 18 et 19 sont entraînés par un moteur principal et un démultiplicateur (non représentés) via des * commandes finales à chaînes et à arbres à vitesse constante présentant les rapports requis vis-à-vis des poulies respectives d'entraînement des transporteurs. Le transporteur 18 est entraîné par les arbres des poulies arrière du transporteur de renvoi 19 en calculant, pour les commandes à chaînes finales, un rapport de 1:1.

Lorsque les segments de moules 11 ont été détachés du feuillard coulé et solidifié par le transporteur 18, le feuillard 25 continue à se déplacer généralement dans le sens horizontal le long de la table à rouleaux 13 et il est refroidi davantage par les pulvérisations d'agent réfrigérant 26 prévues dans une chambre 27. Le feuillard complètement solidifié est ensuite fragmenté !en segments de la forme et des dimensions requises par un marteau rotatif 28 et des rouleaux concasseurs 29, ces segments étant ensuite transférés dans un récipient 31 via un transporteur 30.

A l'extrémité de gauche de la table à rouleaux, est représenté un feuillard de démarrage 32 comportant une barre en bout en graphite 33. Lors de là première coulée du métal liquide dans les segments de moules, la barre en bout 33 de ce feuillard

Claims (18)

1. Appareil pour la fabrication d'une charge ferreuse j destinée à être utilisée ultérieurement dans un four de fusion ou de traitement métallurgique, caractérisé en ce qu'il comporte I un substrat en fer en forme d'ü pouvant se déplacer continuel lement dans une direction généralement horizontale devant un poste de coulée, un élément prévu à ce poste de coulée et pouvant ; fonctionner pour couler continuellement une matière ferreuse en I fusion sur ce substrat afin de former, par refroidissement, un feuillard ferreux solidifié, un élément en vue de séparer ce feuillard du substrat, ainsi qu'un élément en vue de fragmenter le feuillard solidifié en segments ayant des dimensions permet- L· tant de les utiliser comme charge ferreuse.

2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat a une épaisseur suffisante pour dissiper la chaleur hors du feuillard coulé afin d'en faciliter la solidification.

3. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la surface du substrat comporte une série de saillies régulièrement espacées.

4. Appareil suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les saillies s'étendent à la fois latéralement et longitudinalement respectivement sur la largeur et la longueur du substrat.

5. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte un rouleau ayant une i surface dentelée et situé au-dessus du substrat en aval du poste de coulée, ce rouleau étant espacé de la surface du substrat d'une distance suffisante pour qu'il puisse, lors de la solidification du feuillard coulé , entrer en contact avec la surface du feuillard coulé et y former des dentelures.

6. Appareil suivant l'une quelconque des revendications | 1 à 5, caractérisé en ce que le substrat comporte plusieurs seg- i ments de moules en fer en U placés bout à bout.

7. Appareil suivant la revendication 6, caractérisé en i ce que les segments de moules sont déplacés continuellement sur jj un parcours sans fin ayant un brin supérieur sur lequel le métal j en fusion est coulé dans les segments de moules disposés bout à i Ibout, ainsi qu'un brin inférieur déplacé verticalement en vue de transférer les segments de moules de l'extrémité de sortie à l'extrémité d'entrée du brin supérieur.

8. Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le brin, supérieur est défini, en partie, par une table / / / : ” à rouleaux généralement horizontale, les segments de moules étant ; entraînés le long de la table au moyen d'un transporteur à chaîne disposé à l'extrémité d'entrée de la table à rouleaux.

! 9- Appareil suivant l'une quelconque des revendications J 1 à 8, caractérisé en ce que la surface du substrat est revêtue d'une matière protectrice devant le poste de coulée.

10. Appareil suivant la revendication 9» caractérisé en ce que la surface du substrat est revêtue de graphite.

11. Appareil suivant l'une quelconque des revendications. 7 à 10, caractérisé en ce que les segments de moules sont détachés du feuillard coulé et solidifié au moyen d'un transporteur incliné vers le bas et comportant deux trains de chaînes transporteuses disposées en chapelet, chaque train comportant des éléments supports espacés d'une distance constante.

12. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que des éléments de refroidissement sont placés près du brin inférieur du parcours sans fin afin de refroidir les segments de moules lorsqu'ils sont renvoyés vers l'extrémité d'entrée du brin supérieur.

13. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'élément de fragmentation est constitué d'un marteau rotatif placé en alignement avec le parcours suivi par le feuillard solidifié lorsque celui-ci a été détaché du substrat.

14. Procédé de fabrication d'une charge ferreuse destinée à être ajoutée ultérieurement dans un four de fusion ou de ‘1 I traitement métallurgique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes qui consistent à couler continuellement une matière ferreuse en fusion d'un poste de coulée sur un substrat en fer en forme d'U se déplaçant continuellement dans un plan généralement horizontal devant un poste de coulée pour former un feuillard u / · ; . - 13 - 4 métallique solidifié, séparer ce dernier du substrat, puis fragmenter le feuillard solidifié en segments ayant des dimensions permettant de les utiliser comme charge requise.

15. Procédé suivant la revendication 14» caractérisé en ce que le substrat est relativement massif afin de dissiper la chaleur hors du feuillard coulé et ainsi faciliter sa solidification.

16. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 14 et 15» caractérisé en ce que des rainures sont formées par coulée dans le feuillard en raison de la configuration du substrat.

17. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 14 et 15, caractérisé en ce que, au cours de la solidification du feuillard/ des rainures sont formées dans la surface supérieure de ce dernier au moyen d'un rouleau comportant une surface dentelée et pouvant tourner en contact avec la surface du feuillard.

18. Procédé de solidification d'une matière ferreuse en fusion venant d'un four de fusion ou de traitement métallurgique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes qui consistent à couler continuellement la matière ferreuse en fusion sur un substrat allongé en fonte en forme d'U et se déplaçant horizontalement pour former un feuillard solidifié, séparer ce dernier du substrat, puis fragmenter le feuillard solidifié en segments pouvant être utilisés comme charge dans un procédé de fusion ou d'affinage des métaux. V K K Vv <i \ VJ v./ V/ 4