Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR TRIGGERING CASTING IN A LIGHT-ARC FURNACE AND MEASURING AND SAMPLING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/053987
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a method for triggering casting in a light-arc furnace, the arc furnace comprising a bell-shaped end wherein is located a taphole of said furnace, the method including the following steps: introducing a temperature sensor in the furnace bell-shaped end; measuring the temperature in the furnace bell-shaped end; triggering the casting when the temperature of the molten metal bath is not less than a predetermined critical value. The invention also concerns a measuring and sampling device which is particularly adapted to perform the necessary measurements in said method triggering the casting including a temperature and/or sampling sensor, and a device for manoeuvring said sensor, said manoeuvring device being operated in such a way as to ensure the introduction of said sensor into the molten metal bath in said bell-shaped end of the furnace. The manoeuvring device is preferably operated so as to ensure the introduction of said sensor in the furnace bell-shaped end through an opening in a lid of the bell-shaped end. It can, for example be an opening through which at the end of casting is introduced the material for plugging the taphole.

Inventors:
LONARDI EMILE (LU)
BURGMANN WILHELM (FR)
WORRE PASCAL (LU)
ROTH JEAN-LUC (FR)
DEVILLET SERGE (LU)
HAHN PIERRE (LU)
Application Number:
PCT/EP2000/001321
Publication Date:
September 14, 2000
Filing Date:
February 18, 2000
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
WURTH PAUL SA (LU)
LONARDI EMILE (LU)
BURGMANN WILHELM (FR)
WORRE PASCAL (LU)
ROTH JEAN LUC (FR)
DEVILLET SERGE (LU)
HAHN PIERRE (LU)
International Classes:
F27B3/19; F27D21/00; F27B3/08; F27D3/15; (IPC1-7): F27D21/00
Foreign References:
GB1104690A1968-02-28
SU172091A1
US4639927A1987-01-27
DD259978A31988-09-14
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 001, no. 118 (M - 040) 8 October 1977 (1977-10-08)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1995, no. 06 31 July 1995 (1995-07-31)
Attorney, Agent or Firm:
Beissel, Jean (route d'Arlon Boite Postale 48 Strassen, LU)
Download PDF:
Claims:
Revendications
1. Procédé de déclenchement de la coulée dans un four à arc, le four à arc comprenant une abside dans lequel est localisé un trou de coulée dudit four, le procédé comprenant les étapes suivantes : introduction d'une sonde de température dans l'abside du four ; mesure de la température du bain métallique dans l'abside du four ; déclenchement de la coulée lorsque la température du bain métallique est supérieure ou égale à une valeur critique prédéterminée.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bain métallique est surchauffé lorsque la température du bain métallique est inférieure à la température critique.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'avant la mesure de la température du bain métallique, le four est basculé.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la valeur critique est déterminée en fonction du type d'acier produit.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la valeur critique est déterminée en fonction des dimensions de l'abside.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la valeur critique est déterminée en fonction de la hauteur du bain métallique dans l'abside.
7. Dispositif de mesure et d'échantillonnage pour four à arc, le four à arc comprenant une abside dans lequel est localisé un trou de coulée dudit four, le dispositif comprenant une sonde de température et/ou d'échantillonnage, et un dispositif de manipulation de ladite sonde, ledit dispositif de manipulation étant exécuté de telle sorte, que ladite sonde est introduisable dans le bain métallique dans l'abside du four.
8. Dispositif de mesure et d'échantillonnage selon la revendication 7, caracté risé en ce que le dispositif de manipulation est exécuté de telle sorte, que ladite sonde est introduisable dans l'abside du four à travers une ouverture dans un couvercle de l'abside.
9. Dispositif de mesure et d'échantillonnage selon l'une des revendications 7 à 8, caractérisé en ce que le dispositif de manipulation comprend un bras porteur monté sur un socle, un support de sonde pour accueillir ladite sonde de mesure et/ou d'échan tillonnage, ledit support de sonde étant fixé audit bras porteur au moyen de deux leviers, chacun desdits leviers étant articulé sur une première extré mité audit support de sonde et sur une deuxième extrémité sur ledit bras porteur, et un actionneur pour pivoter ledit support entre une position de mesure et/ou d'échantillonnage, dans laquelle ladite sonde s'étend dans le bain métalli que dans ladite abside, et une position retirée, dans laquelle ladite sonde est entièrement retirée du four.
10. Dispositif de mesure et d'échantillonnage selon la revendication 9, caracté risé en ce que ledit bras porteur est monté sur le socle à l'aide d'une arti culation horizontale de sorte à pouvoir pivoter autour d'un axe substantiel lement horizontal.
11. Dispositif de mesure et d'échantillonnage selon la revendication 10, carac térisé en ce qu'au moins un desdits leviers présente une butée qui entre en contact avec ledit bras porteur lors du pivotement dudit support de ladite position de mesure et/ou d'échantillonnage dans ladite position retirée, et en ce que le pivotement entre ladite position de mesure et/ou d'échantillon nage et ladite position retirée comprend une première phase, dans laquelle ladite butée n'est pas en contact avec ledit bras porteur et dans laquelle lesdits leviers pivotent dans leurs articulations respectives pour soulever ladite sonde, et une deuxième phase, dans laquelle ladite butée est en contact avec ledit bras porteur et dans laquelle ledit bras porteur pivote dans ladite articulation horizontale.
12. Dispositif de mesure et d'échantillonnage selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que ledit bras porteur est monté sur le socle à l'aide d'une articulation verticale, de telle sorte que le dispositif peut tre pivoté autour d'un axe substantiellement vertical entre une position de mesure, dans laquelle ladite sonde peut tre introduite dans ledit four, et une posi tion de repos à côté de l'abside du four.
13. Dispositif de mesure et d'échantillonnage selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que ledit socle est fixé sur la bascule du four, de telle sorte que ledit dispositif de mesure et d'échantillonnage bascule avec ledit four.
Description:
Procédé de déclenchement de la coulée dans un four à arc et dispositif de mesure et d'échantillonnage Introduction La présente invention concerne un procédé de détection d'infondus dans un four à arc et un dispositif d'échantillonnage et/ou de mesure de température utilisé dans ce procédé.

Lors de la production d'acier dans un four à arc, on charge de la ferraille et/ou d'autres matériaux ferreux dans la cuve du four et on les fait fondre sous un apport d'énergie par un arc électrique. Lorsque les matériaux chargés sont fondus et le bain métallique a atteint une température prédéterminée, on fait couler l'acier par un trou de coulée aménagé dans la sole du four.

Afin de faciliter la coulée et le bouchage du trou de coulée qui suit, le trou de coulée est le plus souvent aménagé dans une zone latérale du four, appelée abside du four. Cette abside prolonge latéralement la sole du four, de sorte à ce que celle-ci soit accessible d'en haut à l'extérieur de la paroi de la cuve du four.

Après la coulée, cette accessibilité permet p. ex. d'introduire une quenouille dans le trou de coulée afin de le remplir d'une matière d'obturage sans devoir enlever le couvercle de la cuve du four.

Afin d'assurer que tous les matériaux solides soient fondus avant la coulée du bain métallique, des mesures de température doivent tre effectuées durant le cycle de fusion. Pour ce faire, une lance comprenant une sonde de température est généralement introduite par une porte de décrassage dans le four de sorte que la sonde soit trempée dans le bain métallique. Quand la température du bain a atteint une certaine valeur prédéterminée, on peut supposer qu'il ne reste plus de résidus solides dans la sole du four et la coulée peut tre déclen- chée.

La porte de décrassage étant localisée dans la paroi de la cuve dans une zone diamétralement opposée à l'abside, les mesures de température se font dans

une région éloignée du trou de coulée. Les températures du bain d'acier au niveau du trou de coulée doivent alors tre estimées ou calculées en prenant en compte les dimensions du four et la quantité de métal fondu qu'il contient. II est évident que de tels calculs ne peuvent donner que des valeurs approximati- ves de la température réelle du bain dans l'abside. Par conséquent, il subsistent souvent des infondus dans l'abside qui risquent d'obturer le trou de coulée lors de la coulée.

Objet de l'invention L'objet de la présente invention est de proposer un procédé de déclenchement de la coulée qui évite ce désavantage. Un autre objet est de présenter un dispositif de mesure et/ou d'échantillonnage qui est spécialement adapté à mettre en oeuvre ce procédé.

Description générale de l'invention Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par un procédé de déclen- chement de la coulée dans un four à arc, le four à arc comprenant une abside dans lequel est localisé un trou de coulée dudit four, qui comprend les étapes suivantes : introduction d'une sonde de température dans l'abside du four ; mesure de la température du bain métallique dans l'abside du four ; déclenchement de la coulée lorsque la température du bain métallique est supérieure ou égale à une valeur critique prédéterminée.

La température étant maintenant mesurée dans l'abside du four, c'est-à-dire à proximité immédiate du trou de coulée, on peut exclure avec certitude que des infondus subsistent dans cette région une fois que la température minimale a été atteinte. Ce procédé permet donc d'éviter d'avoir des infondus dans la zone abside, qui peuvent provoquer un bouchage du trou de coulée pendant la coulée. Si au moment de la mesure de la température, celle-ci est inférieure à la température critique, on peut avantageusement surchauffer le bain métallique avant de procéder à la coulée.

Afin d'homogénéiser les températures dans le bain métallique, le four est avantageusement basculé au moins une fois vers l'avant et l'arrière avant la mesure de la température du bain métallique.

La valeur critique est déterminée p. ex. en fonction du type d'acier produit et/ou des dimensions de l'abside et/ou de la hauteur du bain métallique dans l'abside.

II est à noter, que le procédé selon la présente invention ne nécessite pas des prises de température à travers la porte de décrassage. Cette dernière peut donc rester fermée au maximum durant le cycle de fusion et ne doit tre ouverte que pour introduire éventuellement une lance de soufflage ou un autre équipement d'affinage du bain métallique, respectivement pour le décrassage.

L'émission de fumées à travers la porte de décrassage est ainsi réduite.

Un dispositif de mesure et d'échantillonnage qui est particulièrement adapté pour effectuer les mesures requises dans ledit procédé de déclenchement de la coulée comprend une sonde de température et/ou d'échantillonnage, et un dispositif de manipulation de ladite sonde, ledit dispositif de manipulation étant exécuté de telle sorte, que ladite sonde est introduisable dans le bain métalli- que dans l'abside du four. Le dispositif de manipulation est de préférence exécuté de telle sorte, que ladite sonde est introduisable dans l'abside du four à travers une ouverture dans un couvercle de l'abside. II peut s'agir p. ex. de l'ouverture par laquelle à la fin de la coulée est introduit le matériau pour boucher le trou de coulée.

Le dispositif de manipulation comprend de préférence un bras porteur monté sur un socle et un support de sonde pour accueillir ladite sonde de mesure et/ou d'échantillonnage. Ledit support de sonde est fixé audit bras porteur au moyen de deux leviers, chacun desdits leviers étant articulé à une première extrémité sur ledit support de sonde et à une deuxième extrémité sur ledit bras porteur. Le dispositif de manipulation comprend en outre un actionneur pour pivoter ledit support entre une position de mesure et/ou d'échantillonnage, dans laquelle ladite sonde s'étend dans le bain métallique dans ladite abside, et une position retirée, dans laquelle ladite sonde est entièrement retirée du four. II est à noter que le support de sonde, lesdits leviers et ledit bras porteur forment de

préférence un parallélogramme resp. un trapèze lorsque ledit support se trouve dans la position de mesure et/ou d'échantillonnage. Dans ce cas, le mouvement du support de sonde est du moins au début de sa course pratiquement vertical et la sonde est d'abord simplement soulevée sans tre considérablement inclinée.

Ledit bras porteur est avantageusement monté sur le socle à l'aide d'une articulation horizontale de sorte à pouvoir pivoter autour d'un axe substantielle- ment horizontal. Une fois que la sonde est entièrement sortie du four, cet arrangement permet d'écarter la sonde de l'ouverture du couvercle par pivote- ment du bras porteur.

Afin de combiner les deux mouvements du support de sonde, au moins un desdits leviers présente préférentiellement une butée qui entre en contact avec ledit bras porteur lors du pivotement dudit support de ladite position de mesure et/ou d'échantillonnage dans ladite position retirée. Le pivotement entre ladite position de mesure et/ou d'échantillonnage et ladite position retirée comprend alors une première phase, dans laquelle ladite butée n'est pas en contact avec ledit bras porteur et dans laquelle lesdits leviers pivotent dans leurs articulations respectives pour soulever ladite sonde, et une deuxième phase, dans laquelle ladite butée est en contact avec ledit bras porteur et dans laquelle ledit bras porteur pivote dans ladite articulation horizontale.

De préférence, ledit bras porteur est monté sur le socle à l'aide d'une articula- tion verticale, de telle sorte que le dispositif peut tre pivoté autour d'un axe substantiellement vertical entre une position de mesure, dans laquelle ladite sonde peut tre introduite dans ledit four, et une position de repos à côté de l'abside du four. Dans cette position de repos, la sonde est alors bien accessi- ble, p. ex. à partir de la plate-forme du four. La sonde peut ainsi tre facilement changée dans cette position.

De manière avantageuse ledit socle est fixé sur la bascule du four, de telle sorte que ledit dispositif de mesure et d'échantillonnage bascule avec ledit four.

II est alors possible de faire les mesures dans le four incliné.

Description ci l'aide des figures D'autres particularités et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée d'un mode de réalisation avantageux présenté ci-dessous, à titre d'illustration, en référence aux dessins annexés. Celles ci montrent : Fig. 1 : une coupe transversale d'un four à arc équipé d'un dispositif de mesure et/ou d'échantillonnage Fig. 2 : une vue en plan de l'abside du four.

La fig. 1 montre une coupe transversale à travers un four à arc 2. Le four est constitué dans sa partie supérieure d'une cuve 4 de four et dans sa partie inférieure d'une sole 6 de four revtue d'un matériau réfractaire 8. Un trou de coulée 10 est disposé latéralement dans la sole 6 du four dans une zone qui s'étend latéralement au delà de la cuve 4 du four. Cette zone est généralement appelée abside 12 du four.

Un dispositif de mesure de température et/ou d'échantillonnage 14 est disposé dans la zone de l'abside 12 du four. Il est de préférence monté directement sur la bascule 16 du four, de sorte à basculer avec celui-ci. Le dispositif de mesure de température et/ou d'échantillonnage 14 comprend un bras porteur 18 monté sur un socle 20 qui lui est fixé sur la bascule 16 du four. Le bras porteur est de préférence monté sur le socle à l'aide d'une articulation horizontale 22 de sorte à pouvoir pivoter autour d'un axe substantiellement horizontal.

Un support de sonde 24 pour accueillir une sonde 26 de mesure et/ou d'échan- tillonnage est fixé audit bras porteur 18 au moyen de deux leviers 28,30, chacun desdits leviers étant articulé à une première extrémité sur ledit support 24 de sonde et à une deuxième extrémité sur ledit bras porteur 26. La fig. 2 illustre un mode d'exécution simple des leviers 28,30. Le levier 30 comprend p. ex. deux bras 3°1,302, qui sont reliés au niveau des articulations à l'aide d'un axe substantiellement horizontal.

Un actionneur 32, p. ex. un vérin hydraulique ou pneumatique, est prévu pour pivoter ledit support 24 entre une position de mesure et/ou d'échantillonnage, dans laquelle ladite sonde 26 s'étend dans le bain métallique 34 dans ladite

abside 12, et une position retirée, dans laquelle ladite sonde est entièrement retirée du four. La position retirée est représentée en pointillé dans la fig. 1. Le vérin agit de préférence entre le socle 20 et le levier 28, de sorte à pivoter le levier 28 autour de son articulation avec le bras porteur.

Au moins un desdits leviers 28,30 présente préférentiellement une butée 36 qui entre en contact avec ledit bras porteur 18 lors du pivotement dudit support 24 de la position de mesure et/ou d'échantillonnage dans la position retirée. Le pivotement entre la position de mesure et/ou d'échantillonnage et la position retirée comprend alors une première phase, dans laquelle ladite butée 36 n'est pas en contact avec ledit bras porteur 18 et dans laquelle lesdits leviers pivotent dans leurs articulations respectives pour soulever ladite sonde. Cette phase est représentée en traits solides. Dans une deuxième phase ladite butée 36 est en contact avec ledit bras porteur 18 et ledit bras porteur 18 pivote dans ladite articulation horizontale (représenté en pointillé).

La sonde 26 peut ainsi tre introduite dans le bain métallique 34 à travers une ouverture 38 dans un couvercle 40 de I'abside 12.

De préférence, ledit bras porteur 18 est monté sur le socle à l'aide d'une articulation verticale 42 (voir fig. 2), de telle sorte que le dispositif peut tre pivoté autour d'un axe substantiellement vertical entre une position de mesure, dans laquelle ladite sonde peut tre introduite dans ledit four, et une position de repos à côté de l'abside du four. Dans cette position de repos, la sonde est alors bien accessible, p. ex. à partir de la plate-forme du four. La sonde peut ainsi tre facilement changée dans cette position. Il est à noter que dans la fig.

2 la position de mesure est représenté en traits solides et la position de repos est représentée en pointillés.