CH644538A5 - Method for manufacturing a fragmented raw material and apparatus for implementing this method - Google Patents
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Description
La présente invention se rapporte à la coulée continue de métal et plus spécialement, mais non exclusivement, à la coulée de métal fondu provenant d'un four de fusion de métaux ou de minerais,
pour former une bande qui peut être facilement fragmentée en vue d'une utilisation subséquente comme matière première, désoxydant ou addition d'alliages, par exemple dans un récipient de production d'acier.
Diverses propositions ont déjà été faites pour la coulée continue de bande de métal. Par exemple dans le brevet USA N° 3703204, on divulgue le concept de la coulée de métal fondu dans un moule mobile horizontalement, en forme de canal, en matière dite ablative, telle que du carton-pâte, qui est carbonisée ou brûlée par le métal fondu en formant une surface de moulage pendant la solidification du métal. Il est également connu de couler continuellement le métal fondu dans des moules en forme de canal, revêtus d'une matière céramique incombustible.
Dans les aciéries intégrées, la productivité des fours de fabrication de la fonte est normalement adaptée à celle des installations de fabrication de l'acier. Comme il est souvent pratiquement irréalisable ou antiéconomique de manipuler la production d'un haut fourneau en fonction des demandes fluctuantes de l'aciérie, il existe des occasions où la quantité de fonte produite par le haut fourneau dépasse celle demandée par l'aciérie. Jusqu'ici, les excédents éventuels de fonte étaient solidifiés en plaques, en gueuses ou par granulation, en vue d'une utilisation subséquente comme matière première dans un récipient de production d'acier. Ces techniques connues sont cependant affectées d'inconvénients tels que faible rendement, coût élevé, contamination et dimensions de la matière première du produit solidifié difficiles à maîtriser.
La présente invention a pour but de procurer un produit coulé qui puisse être facilement fragmenté en segments de taille appropriée à l'emploi comme matière première, par exemple dans une aciérie ou comme addition dêsoxydante ou d'alliage dans une aciérie.
L'invention a donc pour objet un procédé de fabrication d'une matière première fragmentée, notamment pour la production d'acier, caractérisé en ce que l'on effectue la coulée continue de matière fondue provenant d'un poste de coulée sur un support en forme de canal se déplaçant continuellement selon un plan généralement horizontal à partir du poste de coulée, pour produire une bande de métal solidifiée, on sépare la bande solidifiée du support et l'on fragmente ensuite ladite bande solidifiée en fragments de taille convenant à l'emploi requis pour la matière première.
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L'invention a également pour objet un appareil pour la mise en œuvre du procédé défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend un support en fer, en forme de canal, mobile dans une direction générale horizontale continuellement devant un poste de coulée, des moyens situés à ce poste de coulée et agencés pour couler une matière ferreuse fondue continuellement sur le support pour produire une bande de métal solidifiée, des moyens pour séparer la bande du support et des moyens pour fragmenter la bande solidifiée en segments ayant une taille appropriée à l'emploi comme matière première ferreuse. De préférence, le support a une épaisseur suffisante pour extraire de la chaleur de la bande coulée et contribuer ainsi à sa solidification.
Le métal coulé continuellement sur le support peut comprendre de la fonte de fer provenant d'une enceinte de fabrication de fonte (par exemple un haut fourneau) ou de l'acier fondu provenant d'une enceinte de fabrication de l'acier, ou un ferro-alliage fondu provenant d'une installation de fusion (par exemple un haut fourneau ou une enceitne de fusion de minerais). Le produit coulé peut avoir une épaisseur uniforme et substantielle (par exemple 25 mm) et peut être subséquemment rainuré pour en faciliter la fragmentation subséquente.
En variante, des rainures peuvent être moulées dans la bande grâce à la configuration du support ou peuvent être formées dans la surface supérieure de la bande pendant qu'elle se solidifie, à l'aide d'un rouleau présentant une surface dentée, tournant au contact de la surface de la bande. Le support peut par exemple présenter des rainures latérales et/ou longitudinales.
Un agent refroidissant, par exemple un jet d'eau, peut être dirigé contre la surface de la bande coulée pour contribuer à sa solidification.
Dans une application de l'invention, le four peut comprendre un haut fourneau ou un four électrique de fusion de métaux ou de minerais. La matière ferreuse peut comprendre de la fonte de fer, de l'acier ou un ferro-alliage, par exemple du ferromanganèse, du ferro-chrome, du ferrosilicium, du ferrovanadium, du ferromolybdène, du ferrobore ou du ferrotitane.
L'invention est décrite ci-après à titre d'exemple, avec référence au dessin schématique annexé, dans lequel:
la fig. 1 est une coupe longitudinale schématique d'une forme d'exécution de l'appareil selon l'invention,
la fig. 2 est une coupe prise suivant la ligne 2-2 de la fig. 1, et les fig. 3 et 4 sont, respectivement, des vues en élévation et en plan d'une autre forme d'exécution de l'appareil selon l'invention.
La fig. 1 montre schématiquement de la fonte de fer provenant d'un haut fourneau, coulée à partir d'une lingotière basculante 1 dans une boîte à déversoir 2, placée au-dessus de l'appareil de coulée de la bande. Le débit d'alimentation de la boîte à déversoir en fonte est réglé par variation de l'angle de basculement de la lingotière, en fonction du poids du métal contenu dans la lingotière, et mesuré par des détecteurs de charge 3, placés sous la lingotière.
L'appareil de coulée comprend un support 4, en fonte de fer, en forme de canal, porté par un dispositif de support 5 mobile horizontalement. Le support 4 présente une série de saillies 8, espacées lon-gitudinalement régulièrement et s'étendant latéralement, et la direction de mouvement du support 4 et celle du dispositif porteur 5 sont indiquées par la flèche 6.
La fonte 9, coulée sur le support 4, se solidifie en une bande présentant une surface inférieure rainurée, correspondant à la surface supérieure du support 4. Des jets d'eau 10 sont dirigés contre la surface supérieure de la bande coulée pour accélérer la solidification. La bande solidifiée est séparée du support 4 à un emplacement approprié en aval de la boîte 2, de manière connue.
Le support rainuré peut être remplacé après chaque opération de coulée, ou il peut être utilisé pour un certain nombre de coulées ou jusqu'à ce qu'il développe une géométrie ou une surface inacceptable. Un revêtement de surface (par exemple un lait de chaux) peut être appliqué sur la surface supérieure du support avant la coulée de la fonte, pour faciliter la séparation du produit solidifié du moule.
Les saillies 8, formées sur le support, s'impriment dans le produit coulé et permettent une fragmentation facile de la bande de fonte en segments de taille appropriée pour l'alimentation des aciéries et des fonderies. Ils conviennent tout particulièrement aux fabriques qui fonctionnent en alimentation continue.
Une forme d'exécution plus détaillée de l'appareil selon l'invention est représentée dans les fig. 3 et 4. Dans un but de clarté, la fig. 3 a été divisée en fig. 3A et 3B, montrant respectivement les parties de gauche et de droite de l'appareil complet. Dans cette forme d'exécution, le support consiste en une série de segments de moule 11 en fonte, en forme de canal, entraînés par un système de courroies, de rouleaux et de chaînes, continuellement le long d'un chemin sans fin. La direction de mouvement des segments de moule est indiquée par la flèche 12.
Les segments de moule individuels ont essentiellement une coupe transversale semblable à celle montrée sur la fig. 2, bien que les saillies 8 puissent être absentes. En plus, les segments de moule individuels présentent des pattes et des évidements latéraux (non représentés) dont le but sera décrit plus loin.
Le trajet supérieur du chemin sans fin parcouru par les segments de moule comprend une table à rouleaux 13, dans l'ensemble horizontale. A l'extrémité d'entrée de la table à rouleaux se trouve un transporteur à chaîne 14, sur rouleaux à coussinets en acier fonctionnant en dessous des segments de moule et entre les rouleaux adjacents de la table à rouleaux pour entraîner les segments de moule le long de la table à une vitesse sensiblement constante. A cet effet, le transporteur à chaîne 14 présente des poussoirs (non représentés) qui coopèrent avec les pattes ou les évidements formés dans les segments de moule. Ainsi, sur toute la longueur du trajet supérieur du chemin sans fin, les segments de moule adjacents sont maintenus jointifs afin qu'ils présentent une surface de support continue sans jeu entre les segments de moule individuels.
Un appareil de projection 15, pour le dépôt d'une matière de revêtement, par exemple du graphite, sur les surfaces supérieures des segments de moule, est placé au-dessus de la table à rouleaux et sur un côté de celle-ci, à son exrémité d'entrée. L'appareil 15 comprend trois buses, raccordées à un réservoir commun de matière de revêtement.
Pendant que les segments de moule revêtus avancent le long de la table à rouleaux 13, du métal liquide provenant d'une lingotière 16 est coulé continuellement sur les segments de moule jointifs, pour former une bande de métal continue. Afin d'inhiber le mouvement du métal liquide le long de la surface de support du moule, dans la direction opposée à celle de déplacement des segments de moule, une barre d'arrêt en graphite 17 est placée juste en amont du poste de coulée. Ainsi, pendant que les segments de moule individuels se rapprochent du poste de coulée, ils passent sous la barre d'arrêt, le jeu étant réglé à une distance prédéterminée qui dépend de l'épaisseur désirée pour la bande coulée. Le métal liquide peut être coulé sur les segments de moule directement depuis la lingotière 16. En variante, une boîte à déversoir semblable à celle représentée aux fig. 1 et 2, ou une cuve réfractaire commandée par un bouchon, peut être interposée entre la lingotière et le moule.
Le métal liquide coulé se refroidit rapidement et se solidifie dans les segments de moule en fonte, les segments étant relativement massifs afin d'extraire de la chaleur du métal coulé. En un point le long de la table à rouleaux qui est suffisamment éloigné du poste de coulée pour permettre à la solidification de se produire, la bande solidifiée est détachée des segments de moule au moyen d'un transporteur séparateur 18. Ce transporteur comprend deux chaînes transporteuses à rouleaux sur coussinets d'acier, disposées selon un principe de chapelet, chaque chaîne présentant des montures de support (non représentées) à un pas constant. Le transporteur séparateur 18 recueille chaque segment de moule individuel 11 par engagement des montures de support avec les pattes ou les évidements de segments de moule, éloigne le segment de la table à rouleaux 13, abaisse le segment et le transfère le long d'une pente légèrement descendante, en vue de son transfert subséquent sur un transporteur de retour 19. A
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son extrémité supérieure, le transporteur séparateur 18 est agencé pour fonctionner en dessous des segments de moule, à l'intérieur de la largeur des segments et entre les rouleaux adjacents de la table à rouleaux.
Le transporteur de retour 19 ramène les segments de moule du transporteur séparateur à l'extrémité de la table à rouleaux qui est adjacente à l'appareil de projection 15. Le transporteur 19 comporte également deux chaînes à rouleaux sur coussinets d'acier, disposés selon un principe de chapelet et entre lesquels les segments de moule sont supportés. Les chaînes sont munies de broches porteuses ou de montures similaires (non représentées) se plaçant dans les côtés évi-dés des segments de moule.
Le transporteur de retour 19 comporte des sections inclinées 20, 21, respectivement, pour l'enlèvement des segments de moule du transporteur séparateur 18 puis pour la réintroduction des segments de moule sur la table de support à rouleaux 13.
Pendant que chaque segment de moule se déplace le long du trajet inférieur de son chemin sans fin, il est additionnellement supporté sur une piste à rouleaux 22. Pendant que les segments de moule avancent le long de la piste 22, leurs surfaces supérieures et inférieures sont refroidies par des jets d'eau 24.
Les transporteurs 14,18 et 19 sont entraînés par un moteur principal et des engrenages réducteurs (non représentés), par l'intermédiaire d'un arbre de renvoi à vitesse constante et des entraînements finals à chaîne ayant les rapports requis, jusqu'aux roues entraîneuses respectives des transporteurs. L'entraînement du transporteur séparateur 18 est obtenu à partir des arbres des roues de queue du transporteur de retour 19, au moyen de chaînes d'entraînement final, dans un rapport 1:1.
Après la séparation des segments de moule 11 de la bande coulée 5 solidifiée par le transporteur 18, la bande 25 continue son trajet horizontal le long de la table à rouleaux 14 et est encore refroidie par des jets 26 d'un agent refroidisseur dans une chambre de projection 27. La bande complètement solidifiée est ensuite fragmentée en segments de taille et de forme désirées par un marteau rotatif 28 et des io rouleaux broyeurs 29, les segments étant ensuite transférés par un transporteur 30 dans un récipient 31.
A l'extrémité de gauche de la table à rouleaux, on a représenté une bande 32 de démarrage, munie d'une barre terminale 33 en graphite. Au début de la coulée du métal liquide dans les segments de i-5 moule, on place la bande de démarrage 32 avec sa barre terminale 33 juste en aval du poste de coulée. La barre 33 prévient un mouvement excessif du métal liquide le long de la surface du moule pour régler l'épaisseur de la bande initiale. La bande de démarrage se déplace le long de la table à rouleaux en avant de la bande en cours de solidification et avance jusqu'à la position représentée, le rouleau à marteaux 28 étant soulevé à cet effet.
Des brûleurs peuvent être disposés pour préchauffer la barre de démarrage et les segments individuels du moule avant le début de la coulée du métal liquide sur les surfaces du moule. Ces brûleurs de préchauffage des segments de moule sont avantageusement placés de manière à préchauffer les segments de moule individuels au moment où ils s'approchent de l'extrémité d'entrée de la table à rouleaux 13.
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2 feuilles dessins
Claims (20)
- 644 5382REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'une matière première fragmentée, notamment pour la production d'acier, caractérisé en ce que l'on effectue la coulée continue de matière fondue provenant d'un poste de coulée sur un support en forme de canal se déplaçant continuellement selon un plan sensiblement horizontal à partir du poste de coulée, pour produire une bande de métal solidifiée, on sépare la bande solidifiée du support et l'on fragmente ensuite ladite bande solidifiée en fragments de taille convenant à l'emploi désiré.
- 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière première est ferreuse.
- 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le support en forme de canal consiste en une multiplicité de segments de moulage séparables, en forme de canal, mis bout à bout.
- 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on guide chaque segment de moulage de façon telle qu'une surface continue de support soit présentée à la matière fondue coulée sur le support au poste de coulée.
- 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le support est massif afin d'extraire de la chaleur de la bande coulée et contribuer à sa solidification.
- 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que des rainures sont moulées dans la bande produite grâce à la configuration du support.
- 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on forme des rainures dans la surface supérieure de la bande pendant qu'elle se solidifie, au moyen d'un rouleau ayant une surface dentée, tournant au contact de la surface de la bande.
- 8. Appareil pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 2, caractérisé par un support en fer, en forme de canal, mobile en direction générale horizontale continuellement devant un poste de coulée, des moyens situés à ce poste de coulée et agencés pour couler la matière ferreuse fondue continuellement sur le support afin de produire, par refroidissement, une bande ferreuse solidifiée, des moyens pour séparer la bande du support et des moyens pour fragmenter la bande solidifiée en segments d'une taille convenant à l'utilisation comme matière première ferreuse.
- 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que le support a une épaisseur suffisante pour extraire de la chaleur de la bande coulée afin de favoriser sa solidification.
- 10. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que la surface du support présente une série de saillies régulièrement espacées.
- 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que les saillies s'étendent à la fois latéralement au travers et longitudinale-ment le long, respectivement de la largeur et de la longueur du support.
- 12. Appareil selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé par un rouleau ayant une surface dentée, placé au-dessus du support en aval du poste de coulée, le rouleau étant écarté de la surface du support d'une distance suffisante pour permettre au rouleau d'entrer en contact avec la bande coulée et de former des indentations dans sa surface pendant qu'elle se solidifie.
- 13. Appareil selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que le support comprend une multiplicité de segments de moule en fer, en forme de canal, mis bout à bout.
- 14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que les segments de moule sont déplacés continuellement sur un chemin sans fin, ce chemin ayant un trajet supérieur, au cours duquel le métal fondu est coulé dans les segments démoulé jointifs et un trajet inférieur, décalé verticalement, pour le transfert des segments de moule de l'extrémité de sortie à l'extrémité d'entrée du trajet supérieur.
- 15. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que le trajet supérieur est en partie défini par une table à rouleaux dans l'ensemble horizontale, les segments de moule étant entraînés le long de la table au moyen d'un transporteur à chaîne, placé à l'extrémité d'entrée de la table à rouleaux.
- 16. Appareil selon l'une des revendications 8 à 15, caractérisé en ce que la surface du support est revêtue d'une matière protectrice en amont du poste de coulée.
- 17. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce que la surface du support est revêtue de graphite.
- 18. Appareil selon l'une des revendications 13 à 17, caractérisé en ce que les segments de moule sont détachés de la bande coulée solidifiée au moyen d'un transporteur séparateur incliné de haut en bas, comprenant deux brins de chaîne transporteuse disposés selon un principe de chapelet, chaque brin ayant des montures porteuses à un pas constant.
- 19. Appareil selon l'une des revendications 14 à 18, caractérisé en ce que des moyens de refroidissement sont placés à côté du trajet inférieur du chemin sans fin pour refroidir les segments de moule pendant qu'ils sont renvoyés à l'extrémité d'entrée du trajet supérieur.
- 20. Appareil selon l'une des revendications 8 à 19, caractérisé en ce que les moyens de fragmentation comprennent un marteau rotatif placé en alignement avec le trajet suivi par la bande solidifiée après sa séparation du support.
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