LU84103A1 - AUTOMATIC SCRUBBER SCRAPING SYSTEM DURING METAL CASTING - Google Patents

AUTOMATIC SCRUBBER SCRAPING SYSTEM DURING METAL CASTING Download PDF

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    • B22D11/11—Treating the molten metal
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Abstract

1. Use of mould nozzles, especially nozzles for feeding a continuous casting mould, constituted by a duct provided with at least one electromagnetic inductor (11) creating a rotating movement in the metal (M), characterized in that the metal level in the mould is measured, in that one acts upon a system (120), that controls the metal flow into the mould (1) through said nozzle (12) in dependence of the metal level in the mould, in that the relative variation of said flow and said level is compared with data obtained experimentally and in that the power supplied to the electromagnetic inductor(s) is varied according to said comparision.

Description

Système de décrassage automatique de busettes pendant la coulée de métaux liquidesAutomatic nozzle cleaning system during the pouring of liquid metals

La présente invention concerne un système de décrassage automatique 5 de busettes pendant la coulée de métaux liquides, notamment de busettes plongeantes utilisées en coulée continue, en particulier de l’acier.The present invention relates to an automatic scouring system 5 of nozzles during the casting of liquid metals, in particular plunging nozzles used in continuous casting, in particular steel.

La mise en rotation du métal liquide dans la lingotière présente des 10 avantages certains par rapport à la coulée statique, notamment oelui d’apporter une modification favorable à la structure de solidification en supprimant la zone basaltique au bénéfice d'une structure de / solidification plus fine.The rotation of the liquid metal in the ingot mold has certain advantages over static casting, in particular that of making a favorable modification to the solidification structure by eliminating the basaltic zone in favor of a more solidification / structure. fine.

15 Le brassage ou la mise en rotation du métal non encore solidifié, tant au niveau de la lingotière que dans la zone du refroidissement secondaire, consiste ä mettre le métal en mouvement par voie mécanique, pneumatique ou encore à l’aide d’un champ électromagnétique. Ce dernier peut être créé par un ou plusieurs induoteurs que l'on 20 positionne autour de la lingotière ou encore en-dessous de celle-ci, pour engendrer des champs de configurations spécifiques. C’est surtout dans le cas de la mise en rotation autour de l’axe de coulée * que les inclusions ont tendance â se rassembler dans la zone de l'axe de la barre et à être aspirées dans le métal liquide.The stirring or the rotation of the metal which is not yet solidified, both at the level of the ingot mold and in the zone of the secondary cooling, consists in setting the metal in motion mechanically, pneumatically or using a field electromagnetic. The latter can be created by one or more induotors which are positioned around the ingot mold or even below it, to generate fields of specific configurations. It is especially in the case of rotation around the casting axis * that the inclusions tend to collect in the area of the bar axis and to be sucked into the liquid metal.

2525

Le risque d'une telle pollution de l’acier coulé en continu et mis en rotation est d'autant plus élevé que l’on prévoit de protéger la surface de l'acier liquide par des laitiers de compositions choisies, p.ex. dans le cadre d'un traitement du métal par ajoutes de calmants et/ou d'éléments d'alliage.The risk of such pollution of steel continuously cast and rotated is all the higher when it is planned to protect the surface of the liquid steel by slags of selected compositions, eg in as part of a metal treatment by adding painkillers and / or alloying elements.

ï - 2 -ï - 2 -

Suivant la nuance du métal ä couler et le traitement en lingotiëre eventuellement ohoisi il est connu d’introduire le métal en fusion en dessous du niveau du bain dans la lingotiëre au moyen d’une bu-sette dont l'orifice est immergé de sorte à réduire le risque d'en-5 traînement de laitier par effet vortex au sein du métal qui existe lors du déversement du jet de coulée dans le centre de rotation.Depending on the nuance of the metal to be poured and the treatment in the ingot mold, if appropriate, it is known to introduce the molten metal below the level of the bath into the ingot mold by means of a nozzle whose opening is immersed so as to reduce the risk of slag entrainment by vortex effect within the metal which exists during the pouring of the casting jet into the center of rotation.

On a constaté que lors de la coulée continue d'aoier calmé notamment à l'aluminium ou au titane il se forme dans les busettes entre poche 10 et tundish resp. dans la busette plongeante entre tundish et lingotiëre, des dépôts d'oxyde réfractaire qui bouchent progressivement ces organes, ce qui conduit â une diminution de la vitesse de coulée resp. ä un arrêt de celle-ci. Une couche trop froide peut également conduire à une diminution des sections des busettes, et ceci même 15 lors de la coulée d'aciers ordinaires.It has been observed that during the continuous casting of calmed steel, in particular aluminum or titanium, it forms in the nozzles between bag 10 and tundish resp. in the plunging nozzle between tundish and ingot mold, refractory oxide deposits which progressively block these organs, which leads to a decrease in the speed of casting resp. at a stop. A layer which is too cold can also lead to a reduction in the sections of the nozzles, and this even when casting ordinary steels.

On essaie depuis longtemps de pallier cet inconvénient en introduisant un courant gazeux par l'intermédiaire du bouchon d'obturation de la busette dans la busette du tundish respectivement par injec-20 tion d'un gaz dans la busette plongeante, méthodes qui ne conduisent pas toujours aux résultats souhaités et qui ont par ailleurs l'inconvénient de conduire parfois ä des inclusions gazeuses dans le produit fini.We have been trying for a long time to overcome this drawback by introducing a gas stream via the shutter plug of the nozzle into the tundish nozzle respectively by injection of a gas into the plunging nozzle, methods which do not lead always with the desired results and which have the disadvantage of sometimes leading to gas inclusions in the finished product.

25 Le but de l'invention consistait donc â imaginer et à développer un système permettant la conduite d'une coulée continue avec protection de la surfaoe du métal par des laitiers, tout en évitant les risques décrits qui sont liés à l'effet dû au dépôt d'oxydes à la paroi des busettes ou au figeage de métal dans les busettes.The object of the invention therefore consisted in imagining and developing a system allowing the conduct of a continuous casting with protection of the surface of the metal by slag, while avoiding the risks described which are linked to the effect due to the deposition of oxides on the wall of the nozzles or the freezing of metal in the nozzles.

30 „ Ce but est pleinement atteint par le système suivant l'invention qui prévoit des busettes et des busettes plongeantes qui sont caraotêri-' sées en ce qu'il est disposé autour des busettes au moins un induc teur électromagnétique construit de manière ä induire dans le métal 35 qui traverse lesdites busettes un mouvement de rotation.This object is fully achieved by the system according to the invention which provides nozzles and plunging nozzles which are carotorized in that it is arranged around the nozzles at least one electromagnetic inductor constructed so as to induce in the metal 35 which passes through said nozzles rotates.

- 3 -- 3 -

Suivant l'invention le système de commande de cet inducteur est relié d'une part au système de contrôle du débit de l'alimentation de la lingotière en métal liquide et d'autre part au système de contrôle du niveau du métal dans la lingotière. Ainsi, lorsque ce 5 niveau tombe, ce qui est automatiquement compensé par une augmentation du débit de l'alimentation et lorsque l'on constate que cette , compensation n'est effectuée que difficilement, on peut en conclure que la busette est en train de s'obturer. Suivant l'invention il est possible de comparer l'efficacité des manoeuvres de compensation à >· 10 des valeurs déterminées de manière empirique et de procéder à un dé crassage préventif des parois de la busette par une simple mise en marche de l'inducteur.According to the invention the control system of this inductor is connected on the one hand to the system for controlling the flow rate of the supply of the ingot mold in liquid metal and on the other hand to the system for controlling the level of the metal in the ingot mold. Thus, when this level drops, which is automatically compensated for by an increase in the flow rate of the supply and when it is found that this compensation is only carried out with difficulty, it can be concluded that the nozzle is in the process of shut off. According to the invention it is possible to compare the efficiency of the compensation maneuvers to> 10 of the empirically determined values and to carry out a preventive soiling of the walls of the nozzle by simply switching on the inductor.

Il est bien entendu que l'on interrompera l'action de l'inducteur , 15 dès qu'une amélioration notable de l'effioaoité du décrassage élec tromagnétique se sera faite sentir.It is understood that the action of the inductor will be interrupted as soon as a significant improvement in the effectiveness of the electromagnetic scrub is felt.

D'autres avantages et caractéristiques ressortiront de la description du dossier schématisé, ou la fig. 1 représente de manière 20 non-limitative une forme d'exëoution possible du système suivant 1'invention.Other advantages and characteristics will emerge from the description of the diagrammatic file, or FIG. 1 non-limitingly represents a possible form of exeoutement of the system according to the invention.

On distingue un tundish 0 rempli de métal liquide et dont le trou de ooulée avec son obturateur 20 réglable et avec sa busette 8 se 25 trouve au-dessus d'une lingotière 1 de coulée continue. Dans la lingotière 1 se trouve du métal M et de la scorie S. Pour éviter l'en- j* traînement de ces dernières, il est prévu une busette 12 dont l'extrémité inférieure plonge dans le métal M.There is a tundish 0 filled with liquid metal and whose ooulee hole with its adjustable shutter 20 and with its nozzle 8 is located above a mold 1 for continuous casting. In the mold 1 there is metal M and slag S. To avoid entrainment of the latter, there is provided a nozzle 12 whose lower end is immersed in the metal M.

30 Suivant l'invention la busette 12 comporte un inducteur êleotromag-- nétique 11, dont le système d'alimentation en courant et en fluide de refroidissement n'est pas représenté. La busette 8 du tundish peut également être munie d'un inducteur 9.According to the invention, the nozzle 12 comprises an electro-magnetic inductor 11, the system for supplying current and cooling fluid is not shown. The nozzle 8 of the tundish can also be provided with an inductor 9.

35 La lingotière 1 est munie selon l'état de la technique d'un dispositif 10 de mesure en continu du niveau du métal. Un pareil dispositif ! peut être conforme ä celui que le déposant a décrit p.ex. dans son brevet luxembourgeois LU 80.410.The ingot mold 1 is provided according to the state of the art with a device 10 for continuously measuring the level of the metal. Such a device! may conform to that described by the applicant, for example in his Luxembourg patent LU 80.410.

- 4 -- 4 -

Conformement à l'invention, la commande 110 qui met en marche resp. qui arrête l'action du ou des inducteurs 11 et 9, est reliée,d'une part,au système de contrôle 100 d'un dispositif 10 de détermination du niveau dans la lingotière et, d'autre part, au système de con-5 trôle 120 du débit en métal, c.à.d. du réglage de la position de l'obturateur 20.In accordance with the invention, the command 110 which activates resp. which stops the action of the inductor or inductors 11 and 9, is connected, on the one hand, to the control system 100 of a device 10 for determining the level in the ingot mold and, on the other hand, to the con- 5 plate 120 of metal flow, i.e. the shutter position adjustment 20.

«"

Ainsi, comme l'indique le sens des flèohes, c'est le système 100 qui reçoit et qui interprète les données relatives à la position du ni-& 10 veau du métal dans la lingotière et les transmet à une unité 200.Thus, as indicated by the direction of the arrows, it is the system 100 which receives and which interprets the data relating to the position of the level of the metal in the ingot mold and transmits them to a unit 200.

Cette unité se charge de la déoision s'il y a lieu ou non de changer le débit de l'alimentation en métal c.à.d. s'il y a lieu de changer la position de l'obturateur 20. L'unité 200 agit dans l'affirmative sur le système de contrôle 120.This unit takes care of deoision whether or not to change the flow rate of the metal supply i.e. if it is necessary to change the position of the shutter 20. The unit 200 acts in the affirmative on the control system 120.

1515

Au oas où l'agrandissement de l'ouverture du trou de coulée n'apporte pas l'effet escompté, o.à.d. lorsque la position du niveau, telle qu'elle est repérée par le système de contrôle 100, ne se déplace pas vers le haut avec la rapidité escomptée, l'unité 200 transmet un 20 signal au système de commande 110 qui met en marche l'inducteur 11 et éventuellement l'inducteur 9.Where the enlargement of the tap hole opening does not bring the expected effect, i.e. when the level position, as identified by the control system 100, does not move upwards with the expected speed, the unit 200 transmits a signal to the control system 110 which starts the inductor 11 and possibly inductor 9.

L'effet du dêorassage électromagnétique se fait sentir par une remontée du niveau qui est enregistrée par le système 100. En oas de 25 restauration d'une marche satisfaisante de l'installation, l'unité 200 transmet au système 110 la consigne d'arrêter l'action du ou des inducteurs.The effect of electromagnetic backwashing is felt by a rise in the level which is recorded by the system 100. In the event of restoration of a satisfactory operation of the installation, the unit 200 transmits to the system 110 the instruction to stop the action of the inductor (s).

Le ou les inducteurs 11 et 9 peuvent avoir une puissance resp. une 30 fréquence telles qu'ils permettent le chauffage du métal, ou des * soories avec du métal, figés sur les parois des busettes.The inductor (s) 11 and 9 can have a power resp. a frequency such that they allow the heating of metal, or * soories with metal, fixed on the walls of the nozzles.

Claims (4)

1. Système de décrassage automatique de busettes pendant la coulée de métaux liquides, notamment de busettes plongeantes utilisées 5 en coulée continue, caractérisé en ce que le conduit de la ou des busettes est muni d'un inducteur électromagnétique qui induit dans le métal un mouvement de rotation, la commande de mise en marche resp. d'arrêt dudit inducteur étant éventuellement reliée * à une unité de détection du degré d'obturation de la busette. 101. Automatic cleaning system for nozzles during the casting of liquid metals, in particular plunging nozzles used in continuous casting, characterized in that the duct of the nozzle (s) is provided with an electromagnetic inductor which induces a movement in the metal rotation, the start command resp. stopping said inductor possibly being connected * to a unit for detecting the degree of closure of the nozzle. 10 2. Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite “ unité est reliée, d'une part, à un système de contrôle du niveau dans la lingotière de coulée et, d'autre part, à un système de contrôle du débit en métal fourni à la lingotière ä travers la 15 busette.2. System according to claim 1, characterized in that said “unit is connected, on the one hand, to a level control system in the casting mold and, on the other hand, to a flow control system in metal supplied to the mold through the nozzle. 3. Système suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite unité comporte un mécanisme de comparaison de la relation entre la variation du débit et la variation du niveau, avec des 20 valeurs correspondantes déterminées de manière empirique.3. System according to claims 1 and 2, characterized in that said unit comprises a mechanism for comparing the relationship between the variation in flow rate and the variation in level, with corresponding values determined empirically. 4. Système suivant les revendications 1-3, caractérisé en ce que la puissance resp. la fréquence du ou des inducteurs peuvent être telles qu'ils induisent dans le métal resp. les scories figées 25 sur le parois de la busette un courant de chauffage. A 'f4. System according to claims 1-3, characterized in that the power resp. the frequency of the inductor (s) can be such that they induce in the metal resp. the slag frozen on the walls of the nozzle a heating current. A 'f
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