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PROCEDE POUR RENDRE ETANCHE A L'AIR UNE FERMETURE COULISSANTE ET PLAQUE REFRACTAIRE D'USURE PREVUE A CET EFFET
La présente invention est relative a un procédé pour rendre étanche à l'air une fermeture coulissante d'un conteneur metallurgique dans lequel on entoure au moins partiellement une plaque réfractaire d'usure sur au moins une partie de son chant, d'un bandage métallique. Elle concerne également une plaque refractaire d'usure prévue à cet effet.
Les fermetures coulissantes sont destinées d'une part à assurer la fermeture étanche du conteneur métallurgique et d'autre part à reguler le débit de métal liquide durant la vidange dudit conteneur métallurgique.
L'invention s'applique en particulier à une
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fermeture coulissante constituée d'un chassis metallique comportant un encadrement amoviblement fixé sous le conteneur metallurgique et un couvercle- poussoir susceptible d'etre mû de maniere coulissante le long de la plaque de fond susdite, ledit encadrement et le couvercle-poussoir contenant des elements d'usure en matériaux réfractaires tels qu'au moins une plaque réfractaire fixe percée d'au moins un orifice de coulée, une plaque réfractaire mobile également percée d'au moins un orifice et coulissante par rapport à la plaque fixe contre laquelle elle est pressée, une busette interne percée assurant la liaison avec le conteneur métallurgique et/ou au moins une busette collectrice creuse formant chenal de
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coulee pour le metal liquide.
Une telle fermeture coulissante est decrite par exemple dans le brevet belge n* 901. 947.
Les éléments d'usure en materiau réfractaire tels que les plaques, sont généralement partiellement entourés d'une enveloppe metallique assurant leur cohesion et facilitant leur mise en place dans l'encadrement, le couvercle-poussoir ou d'autres éléments du chassis métallique. Actuellement, de nombreuses plaques sont fournies avec un bandage metallique périphérique enserrant lesdites plaques sur leur chant.
11 est connu que dans un dispositif de fermeture coulissante le chenal interne de coulée dans certaines de ses configurations possibles se trouve en dépression par rapport à l'atmosphère ambiante. Cette dépression provoque une aspiration de l'air ambiant notamment au niveau du joint de glissement entre les plaques réfractaires et à travers d'éventuelles fissures dans lesdites plaques. Cette aspiration d'air s'avere être très préjudiciable tant pour la qualité du metal coule que pour le comportement des é1éments d'usure en réfractaire, l'oxygène contenu dans l'air et ainsi aspiré dans le chenal de coulee reagissant chimiquement au détriment du métal liquide coulé ainsi qu'au détriment des éléments d'usure en matériau réfractaire.
De nombreux dispositifs ont été realises pour pallier cet inconvénient. Ils sont basés sur l'idee de creer autour des parties non étanches du chenal de coulée une atmosphère artificielle constituee d'un gaz inerte tel que l'argon par exemple, de manière que le gaz aspiré ne provoque pas d'effet prejudiciable.
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On connalt, par le brevet belge ni 891.379, un procédé pour rendre etanche à l'air un dispositif d'obturation d'un orifice de decharge d'une poche de coulee, ainsi qu'une plaque de fond en matériau réfractaire, prevue à cet effet. Dans la face inférieure de la plaque de fond est menage, a midistance entre le bord extérieur de la plaque de fond et l'orifice de decharge de la poche de coulee, un canal sensiblement torique formant un sas étanche, que l'on relie à une source de gaz inerte. Le canal est isolé par. une zone annulaire intérieure et une zone annulaire extérieure d'étanchéité concentriques ménagées dans au moins une des faces de contact des deux plaques parfaitement appliquées l'une contre l'autre.
Ce canal entoure au moins partiellement l'orifice de coulée et est relié à un dispositif d'alimentation de gaz inerte.
Le principal inconvénient de cette plaque de fond reside dans la diminution sensible de la surface de travail réellement disponible et d'augmenter le cout de fabrication et d'utilisation de cette plaque de fond. En effet, l'amplitude du mouvement de la plaque mobile est limitée vers le haut par la longueur de la zone de recouvrement entouree par le canal sensiblement torique par lequel le gaz inerte est injecte, et vers le bas par le diamètre Interieur du canal de
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coulee de la plaque mobile.
La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients.
Elle propose un procède et une plaque réfractaire destines à rendre étanche à l'air une fermeture coulissante d'un conteneur métallurgique pourvu d'au
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moins un orifice de coulée, dans lequel on entoure au moins partiellement une plaque refractaire sur au moins une partie de son chant, d'un bandage métallique, caracterise en ce qu'on relie une gorge ménagée sur une face du bandage métallique en contact avec au moins une partie du chant de la plaque et une multitude d'orifices de balayage débouchant dans une face au moins de glissement de la plaque, avec un dispositif d'alimentation de gaz inerte, de manière à isoler de l'air extérieur un chenal de coulee et une zone annulaire d'étanchéité par une ceinture annulaire de gaz inerte.
L'invention concerne également une plaque refractaire d'usure prévue a cet effet et entourée sur au moins une partie de son chant d'un bandage métallique.
Suivant une caractéristique principale de l'invention, le bandage métallique entourant la plaque réfractaire est muni sur sa face en contact avec la plaque réfractaire d'une gorge reliee à un dispositif d'alimentation de gaz inerte et une multitude d'orifices issus de la gorge et débouchant dans la ou les faces de glissement de la plaque. Selon une particularite de l'invention, la gorge susdite entoure complètement la plaque réfractaire.
Une telle configuration permet sans diminuer la surface effective de travail de la plaque d'injecter dans les fissures éventuelles de la plaque d'une part et de ventiler au voisinage immédiat du joint de coulisse entre les plaques d'autre part, une atmosphere contrôlée de gaz inerte et ceci sans qu'il soit nécessaire d'utiliser de grandes quantites de gaz.
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Dans une forme de realisation preférée, la somme des aires des orifices susdits est inférieure à la surface de la section transversale de la gorge. Ces orifices sont d'ailleurs avantageusement uniformément répartis sur le pourtour de la plaque réfractaire.
Dans une même fermeture coulissante, plusieurs plaques réfractaires d'usure peuvent être équipées d'un bandage métallique.
Cette particularité de l'invention ainsi que d'autres apparaîtront au cours de la description détaillée d'une forme de réalisation préférée de l'invention et de deux variantes illustrées par les dessins ci-joints.
Dans ces dessins : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un système de plaques d'usure suivant l'invention représentée dans une position de régulation de la fermeture coulissante ; - les figures 2 et 3 sont des vues partielles en perspective de deux variantes d'un bandage métallique, destiné a entourer une plaque d'usure suivant l'invention ; - la figure 4 est une vue en plan d'une plaque refractaire d'usure suivant l'invention, et - la figure 5 est une vue analogue A la figure 4, d'une plaque fissurée.
Dans ces dessins, les mêmes signes de reference désignent des elements identiques ou analogues.
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Comme illustre par la figure 1, les plaques d'usure 1 et 2 respectivement percées d'orifices 3 et 4 sont pressées l'une contre l'autre et dép1açab1es l'une par rapport à l'autre de manière cl permettre la régulation du débit de métal liquide dans un chenal de coulée 15.
Les plaques 1, 2 sont entourées chacune sur une partie au moins de leur chant 14, d'un bandage métallique 5.
Le bandage métallique 5 présente sur sa face interne en contact avec le chant 14 de la plaque réfractaire 1, 2 une gorge 8 reliée à un dispositif d'alimentation de gaz 10 entourant au moins partiellement la plaque réfractaire 1, 2 et des orifices 9 issus de la gorge 8 et débouchant dans la face de glissement 13 de la plaque réfractaire d'usure 1, 2 au voisinage du bord 16 de ladite face de glissement 13.
Les orifices de balayages 9 debouchent au voisinage des deux faces de glissement 13 de la plaque réfractaire.
Ceux-ci sont uniformément repartis sur le pourtour de la plaque refractaire 1, 2.
L'expérience montre que dans la configuration représentée des plaques d'usure l'une par rapport à l'autre, la zone 6 du chenal de coulée est en dépression par rapport à l'atmosphère extérieure provoquant une aspiration au travers d'une partie 7 du joint entre les plaques 1, 2 tandis que la zone 16 du chenal de coulée est en surpression par rapport à l'atmosphere extérieure ce qui protège la partie 18 du
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joint entre les plaques 1, 3 de toute aspiration. !. A ; Suivant la caractéristique principale de l'invention, le bandage 5 est muni sur sa face en appui contre la plaque réfractaire 1 d'une gorge 8 parallele à la face de travail de la plaque 1, 2 relié à un dispositif
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d'alimentation de gaz 10.
Une série d'orifices de balayage 9 issus de la gorge 8 et débouchant au voisinage de la bordure de la face de travail de la plaque réfractaire 1 montrée à la figure 4 et destinée à etre appliquée contre la plaque réfractaire 2 assurent l'inertisation d'une zone de dépression autour du chenal de coulee 15.
Les figures 2 et 4 montrent que, suivant cette configuration, l'introduction d'un gaz inerte dans la gorge 8 permet de diriger ce gaz par les orifices de balayage 9 au voisinage du joint soumis entre les plaques réfractaires 3, 4 sur la partie du pourtour correspondant à la partie 7 du joint associée à la zone de dépression 6 du chenal de coulée.
Le gaz inerte balaye localement l'air ambiant et est aspiré à sa place dans la zone de dépression et le chenal de coulée. Comme la configuration relative des plaques d'usure 1, 2 peut varier durant la coulée du métal liquide, il est avantageusement prévu que la gorge 8 entoure complètement la plaque réfractaire 3.
Cette configuration permet au cas où des fissures 11 apparaissent dans la plaque réfractaire 3, comme illustré à la figure 5, d'alimenter ces fissures en gaz inerte plutôt qu'en air ambiant. La figure 5 montre la configuration des fissures 11 que l'homme de l'art voit apparaltre sur ce type de plaque réfractaire. Afin de garantir que la gorge 8 puisse alimenter en gaz la totalité des orifices 9, la section de passage de la gorge 8 sera avantageusement déterminée de maniere a être supérieure à la somme des aires des orifices 9.
11 est courant aujourd'hui de réutilisez une plaque d'usure 1, 2 successivement sur ses deux faces en vue de doubler son temps de vie. Une telle plaque peut également être prise en sandwich entre deux autres
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plaques. On prévoit alors plusieurs plaques réfractaires d'usure 1, 2 équipées d'un bandage métallique 5 pourvu d'une gorge 8 et d'orifices de balayage 9. Dans une telle configuration, il est avantageusement prévu que des orifices de balayage 9 débouchent de chaque côté de la plaque au voisinage des deux faces de travail (figure 3).
Lorsque la configuration de la fermeture coulissante est telle que l'aspiration peut se produire à un instant indéterminé à un endroit quelconque de la plaque 1, 2 on prévoit de répartir des orifices 9 régulièrement sur tout le pourtour de la plaque 1 de manière a garantir une protection complète.
Cette solution est généralement adoptée dans le cas des plaques d'usure de forme circulaire utilisées dans les fermetures coulissantes rotatives.
Lorsque les parties de la plaque 1, 2 soumises A fissuration et/ou à dépression peuvent etre prédéterminées et limitées ce qui est généralement le cas dans les fermetures coulissantes linéaires présentant des plaques d'usure de forme allongee on prévoit avantageusement de ne disposer des orifices de balayage 9 que sur les parties du pourtour de la plaque 1, 2 soumises au risque d'aspiration. Une economie de gaz inerte pourra ainsi etre réalisée. Afin d'augmenter l'efficacité du dispositif de protection, il est avantageux que plusieurs plaques d'usure suivant l'invention soient simultanément utilisées aux différents niveaux de la fermeture coulissante.
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PROCESS FOR MAKING A SLIDING CLOSURE AIRTIGHT AND A WEAR REFRACTORY PLATE PROVIDED FOR THIS PURPOSE
The present invention relates to a method for making airtight a sliding closure of a metallurgical container in which a refractory wear plate is surrounded at least partially on at least part of its edge, with a metal band. . It also relates to a refractory wear plate provided for this purpose.
The sliding closures are intended on the one hand to ensure the tight closure of the metallurgical container and on the other hand to regulate the flow of liquid metal during the emptying of said metallurgical container.
The invention applies in particular to a
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sliding closure consisting of a metal frame comprising a frame removably fixed under the metallurgical container and a push cover capable of being moved in a sliding manner along the aforesaid bottom plate, said frame and the push cover containing elements of wear in refractory materials such as at least one fixed refractory plate pierced with at least one pouring orifice, a movable refractory plate also pierced with at least one orifice and sliding relative to the fixed plate against which it is pressed, an internal pierced nozzle ensuring the connection with the metallurgical container and / or at least one hollow collecting nozzle forming channel of
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poured for liquid metal.
Such a sliding closure is described, for example, in Belgian patent No. 901. 947.
The wear elements in refractory material such as the plates, are generally partially surrounded by a metallic envelope ensuring their cohesion and facilitating their installation in the frame, the push-cover or other elements of the metal frame. Currently, many plates are supplied with a peripheral metal band enclosing said plates on their edge.
11 is known that in a sliding closure device the internal flow channel in some of its possible configurations is in depression relative to the ambient atmosphere. This depression causes suction of the ambient air, in particular at the level of the sliding joint between the refractory plates and through possible cracks in said plates. This air intake proves to be very detrimental both for the quality of the metal flows and for the behavior of the wear elements in refractory, the oxygen contained in the air and thus sucked into the flow channel reacting chemically to the detriment molten liquid metal as well as to the detriment of wear elements made of refractory material.
Many devices have been made to overcome this drawback. They are based on the idea of creating around the non-sealed parts of the pouring channel an artificial atmosphere consisting of an inert gas such as argon for example, so that the sucked gas does not cause any harmful effect.
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We know, by Belgian patent no. 891.379, a process for making airtight a device for closing a discharge opening of a pouring bag, as well as a bottom plate of refractory material, provided for this effect. In the underside of the bottom plate is housed, midway between the outer edge of the bottom plate and the discharge orifice of the pouring bag, a substantially toric channel forming a sealed airlock, which is connected to a source of inert gas. The canal is isolated by. an inner annular zone and an outer annular zone of concentric sealing formed in at least one of the contact faces of the two plates perfectly applied one against the other.
This channel at least partially surrounds the pouring orifice and is connected to an inert gas supply device.
The main drawback of this base plate lies in the significant reduction of the work surface actually available and in increasing the cost of manufacturing and using this base plate. In fact, the amplitude of movement of the movable plate is limited upwards by the length of the overlap zone surrounded by the substantially toric channel through which the inert gas is injected, and downwards by the interior diameter of the channel.
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poured from the moving plate.
The object of the present invention is to remedy these drawbacks.
It proposes a method and a refractory plate intended to make airtight a sliding closure of a metallurgical container provided with
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at least one pouring orifice, in which a refractory plate is surrounded at least partially on at least part of its edge, with a metal bandage, characterized in that a groove formed on one face of the metal bandage in contact with is connected at least part of the edge of the plate and a multitude of sweeping orifices opening into at least one sliding face of the plate, with an inert gas supply device, so as to isolate a channel from the outside air casting and an annular sealing zone by an annular belt of inert gas.
The invention also relates to a refractory wear plate provided for this purpose and surrounded on at least part of its edge with a metal band.
According to a main characteristic of the invention, the metal band surrounding the refractory plate is provided on its face in contact with the refractory plate with a groove connected to a device for supplying inert gas and a multitude of orifices coming from the groove and opening into the sliding face or faces of the plate. According to a feature of the invention, the above groove completely surrounds the refractory plate.
Such a configuration allows without decreasing the effective working surface of the plate to inject into any cracks in the plate on the one hand and to ventilate in the immediate vicinity of the slide joint between the plates on the other hand, a controlled atmosphere of inert gas and this without the need to use large amounts of gas.
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In a preferred embodiment, the sum of the areas of the above orifices is less than the area of the cross section of the groove. These orifices are moreover advantageously uniformly distributed around the periphery of the refractory plate.
In the same sliding closure, several refractory wear plates can be fitted with a metal band.
This feature of the invention as well as others will appear during the detailed description of a preferred embodiment of the invention and of two variants illustrated by the accompanying drawings.
In these drawings: - Figure 1 is a longitudinal sectional view of a wear plate system according to the invention shown in a position for regulating the sliding closure; - Figures 2 and 3 are partial perspective views of two variants of a metal tire, intended to surround a wear plate according to the invention; - Figure 4 is a plan view of a refractory wear plate according to the invention, and - Figure 5 is a view similar to Figure 4, of a cracked plate.
In these drawings, the same reference signs designate identical or analogous elements.
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As illustrated in FIG. 1, the wear plates 1 and 2 respectively pierced with orifices 3 and 4 are pressed against each other and are displaced relative to each other so as to allow regulation of the flow of liquid metal in a sprue 15.
The plates 1, 2 are each surrounded on at least part of their edge 14, with a metal band 5.
The metal band 5 has on its internal face in contact with the edge 14 of the refractory plate 1, 2 a groove 8 connected to a gas supply device 10 at least partially surrounding the refractory plate 1, 2 and orifices 9 from of the groove 8 and opening into the sliding face 13 of the wear refractory plate 1, 2 in the vicinity of the edge 16 of said sliding face 13.
The scanning orifices 9 open out in the vicinity of the two sliding faces 13 of the refractory plate.
These are uniformly distributed around the periphery of the refractory plate 1, 2.
Experience shows that in the configuration shown of the wear plates with respect to each other, the zone 6 of the pouring channel is in depression with respect to the external atmosphere causing suction through a part 7 of the joint between the plates 1, 2 while the zone 16 of the pouring channel is in overpressure with respect to the external atmosphere which protects the part 18 of the
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joint between plates 1, 3 of any suction. ! AT ; According to the main characteristic of the invention, the bandage 5 is provided on its face in abutment against the refractory plate 1 with a groove 8 parallel to the working face of the plate 1, 2 connected to a device
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gas supply 10.
A series of scanning orifices 9 coming from the groove 8 and opening in the vicinity of the edge of the working face of the refractory plate 1 shown in FIG. 4 and intended to be applied against the refractory plate 2 ensure the inertization of '' a depression zone around the flow channel 15.
FIGS. 2 and 4 show that, according to this configuration, the introduction of an inert gas into the groove 8 makes it possible to direct this gas through the scanning orifices 9 in the vicinity of the joint submitted between the refractory plates 3, 4 on the part of the periphery corresponding to the part 7 of the joint associated with the vacuum zone 6 of the pouring channel.
The inert gas locally sweeps the ambient air and is sucked in its place in the vacuum zone and the flow channel. As the relative configuration of the wear plates 1, 2 can vary during the pouring of the liquid metal, it is advantageously provided that the groove 8 completely surrounds the refractory plate 3.
This configuration allows the case where cracks 11 appear in the refractory plate 3, as illustrated in FIG. 5, to supply these cracks with inert gas rather than with ambient air. FIG. 5 shows the configuration of the cracks 11 that a person skilled in the art sees appearing on this type of refractory plate. In order to guarantee that the groove 8 can supply gas to all of the orifices 9, the passage section of the groove 8 will advantageously be determined so as to be greater than the sum of the areas of the orifices 9.
It is common today to reuse a wear plate 1, 2 successively on its two faces in order to double its life time. Such a plate can also be sandwiched between two others
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plates. Several refractory wear plates 1, 2 are then provided, fitted with a metal band 5 provided with a groove 8 and scanning orifices 9. In such a configuration, it is advantageously provided that scanning orifices 9 open out from each side of the plate in the vicinity of the two working faces (Figure 3).
When the configuration of the sliding closure is such that suction can occur at an indefinite instant at any point on the plate 1, 2 provision is made to distribute orifices 9 regularly over the entire periphery of the plate 1 so as to guarantee full protection.
This solution is generally adopted in the case of wear plates of circular shape used in rotary sliding closures.
When the parts of the plate 1, 2 subjected to cracking and / or vacuum can be predetermined and limited, which is generally the case in linear sliding closures having wear plates of elongated shape, it is advantageously provided not to have orifices 9 that on the parts of the periphery of the plate 1, 2 subject to the risk of aspiration. An inert gas saving can thus be achieved. In order to increase the efficiency of the protection device, it is advantageous that several wear plates according to the invention are used simultaneously at the different levels of the sliding closure.