L'embout d'alimentation en métal fondu pour une machine de coulée continue est constitué d'une paire d'éléments réfractaires sensiblement rectangulaires, chacun comportant une partie de bord aval et une partie de bord amont, et chaque élément étant formé d'un matelas de fibres réfractaires solidement assemblé. La fibre réfractaire est comprimée près de la partie de bord aval pour atteindre une densité supérieure à celle de la partie amont de l'élément.
Un dispositif situé à proximité de la partie amont sert à écarter les deux éléments l'un de l'autre afin de former un interstice d'alimentation en métal entre eux, et à permettre au métal en fusion de pénétrer dans cet interstice pour s'écouler vers la partie bordure aval. Parmi ces éléments, la conductivité thermique du feutre en fibres réfractaires augmente progressivement de la partie amont vers la partie bordure aval.
Buse d'alimentation en métal en fusion pour machine de coulée continue
Depuis de nombreuses années, la coulée continue de l’aluminium est réalisée à l’aide de machines de coulée continue dans le cadre d’opérations à l’échelle industrielle. Ce type de machine de coulée continue comprend une paire de cylindres rotatifs refroidis à l’eau. Par exemple, l’aluminium fondu est introduit dans la ligne de contact des cylindres, juste avant la ligne la plus proche des deux cylindres. Au contact des rouleaux, la chaleur est rapidement extraite du métal en fusion, et la solidification se produit avant que le métal n'atteigne la ligne la plus proche des deux rouleaux. Un retrait thermique important de l'épaisseur de la plaque d'aluminium formée s'est produit entre les rouleaux, ce qui a entraîné la recristallisation de la plaque d'aluminium.
À l'aide de la conseils sur les roulettes Elle permet de couler en continu des plaques d'aluminium de plusieurs mètres de large et d'environ un centimètre d'épaisseur à une vitesse supérieure à un mètre par minute pendant plusieurs jours. Un aspect important de cette machine de coulée continue réside dans la structure utilisée pour acheminer le métal en fusion vers la ligne de contact des cylindres.
Alimenter le matériau de remplissage
Une embout d'alimentation en métal fondu relativement satisfaisant a été fabriqué à partir d'une composition isolante constituée d'un composite de fibres d'amiante et de particules d'argile. Bien que ce matériau soit facile à mettre en forme et résistant à l'aluminium fondu, entre autres, il présente des inconvénients évidents. L'un des principaux problèmes liés à ce matériau est la présence d'amiante, substance considérée comme cancérigène.
Ce problème se pose tout particulièrement pour ce matériau utilisé dans la fabrication des buses d'alimentation en métal fondu destinées aux machines de coulée continue, car, dans la pratique, il a déjà été usiné pour obtenir la géométrie requise. L'usinage génère de nombreuses particules qui présentent un danger très élevé lorsqu'elles sont dispersées dans l'air. Des systèmes coûteux de dépoussiérage et de recyclage sont indispensables pour le traitement des matériaux contenant de l'amiante.
Les matériaux actuellement utilisés pour les embouts d’alimentation sont également assez fragiles et ont posé des problèmes en raison de dommages accidentels. L’humidité nuit considérablement à la résistance des matériaux composites à base d’amiante et d’argile, et aggrave les problèmes de fracture. Les cylindres étant refroidis à l'eau, de l'humidité est généralement présente à proximité de la machine de coulée continue, et il arrive parfois que des composés issus de la suspension aqueuse se déposent à la surface des cylindres. Dans un environnement humide, l'humidité se condense sur les cylindres et entre en contact avec la tête d'alimentation en métal en fusion.
En règle générale, la buse d'alimentation en métal fondu, fabriquée à partir d'un mélange d'argile et d'amiante, ne peut être utilisée qu'une seule fois sur la machine de coulée continue. Lors des opérations de nettoyage et de réparation menées au début d'un nouveau cycle d'exploitation, ce type de buse d'alimentation subit très souvent des dommages et doit donc être remplacé régulièrement.
De plus, en raison de la fragilité du matériau, cette pointe d’alimentation est conçue pour présenter l’épaisseur de matériau la plus importante possible afin de maximiser la résistance au niveau du bord amont fin de la pointe, situé entre les rouleaux. Par conséquent, la surface extérieure de la tête d’alimentation de la machine de coulée continue présente généralement un rayon étroitement parallèle au rayon du rouleau de la machine de coulée parallèle. Cela aggrave le problème du contact de l’humidité avec la pointe d’alimentation et peut également entraîner l’accumulation de copeaux d’oxyde et d’autres débris entre la pointe d’alimentation et le rouleau. En raison de la courbure de la surface de la pointe d’alimentation, la présence de tels débris n’est pas facilement détectée et peut entraîner des défauts dans la tôle formée par la machine de coulée continue.
Pour des raisons similaires, la surface interne de la buse d’alimentation d’une machine de coulée continue est constituée de surfaces parallèles reliées par des pentes raides. Par conséquent, la largeur de l’interstice entre les surfaces internes par lequel s’écoule le métal en fusion présente une variation relativement rapide de la section transversale. Cela entraîne des variations rapides de la vitesse du métal en fusion, et les variations de forme de la surface interne peuvent créer des zones d’accumulation temporaire d’oxydes et d’autres débris, qui se disperseront par intermittence et provoqueront des défauts dans les tôles minces produites par la machine de coulée continue.
Il est donc souhaitable de disposer d'une buse d'alimentation en métal fondu pour une machine de coulée continue, présentant une résistance améliorée et facile à fabriquer. L'embout doit être exempt d'amiante, source de risques pour la santé, et relativement insensible à la dégradation due à l'humidité. Il est souhaitable que la tête d’alimentation présente un profil lisse et continu afin de minimiser les défauts de la tôle produite par la machine de coulée continue et d’éviter toute discontinuité dans les performances de la tête d’alimentation. De préférence, l’embout d’alimentation en métal en fusion devrait pouvoir être utilisé pendant plusieurs cycles de la machine de coulée continue.