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DESCRIPTION Plaque de fermeture en matière réfractaire et fermeture à glissement pour busette de coulée d'un récipient contenant du metal en fusion
La présente invention concerne une plaque de fermeture en matiere réfractaire et une fermeture ä glissement pour busette de coulée d'un récipient contenant du métal en fusion, la plaque de fermeture présentant au moins une ouverture d'écoulement, étant munie d'une frette de métal, qui l'entoure et pouvant être montée librement dans un cadre de métal que comporte la fermeture ä glissement.
Des plaques de fermeture de genre connu, dont il est question dans la publication allemande DE-OS 22. 27 501, sont montées dans le mécanisme de fermeture sans y être serrées. Ceci a pour avantage fondamental que ces plaques, qui sont exposées ä subir une très forte usure et qui, par conséquent, doivent être
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remplacées très fréquement, peuvent etre montées sans qu'il soit nécessaire d'utiliser d'outil de serrage et peuvent également etre enlevées sans utilisation d'outil. De plus, étant donné le montage libre des plaques, des fissures supplémentaires dues ä des contraintes qui, dans le cas d'une plaque fermement serrée, se produiraient au cours du fonctionnement en raison de dilatations thermiques propres sont évitées.
Comme ces plaques de matière réfractaires, lors de leur fabrication, arrivent ä présenter, sous l'effet de la cuisson, des tolérances de longueur et de largeur allant jusqu'à quelques millimetres et comme les plaques qui sont entourees d'une enveloppe de tôle ne sont, pour des raisons d'économie, pas usinees, il se presente le risque que, d'une part, l'unit6 se
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composant de la plaque ä glissement ainsi que d'un manchon de coulée soit placée dans le mécanisme de fermeture avec quelques millimetres de tolérance et que, par conséquent, lors du glissement de cette unité, il se produise un mouvement de celle-ci par rapport au mecanisme de fermeture.
La plaque ä glissement et le manchon de coulée qui rejoint cette plaque sont par conséquent construits sous la forme d'une seule unité, pour la raison que dans le cas où il serait prévu un manchon monté séparément dans le mécanisme de fcrsicture, il surviendrait, ä cause du déplacement de la plaque par rapport au mécanisme de fermeture, une destruction d'un ciment d'étanchéité habituellement pose entre la plaque et le manchon, ce qui aurait pour effet de donner lieu ä un écoulement de matière en fusion et de provoquer une rupture. D'autre part, en ce qui concerne la plaque de tête supérieure fixe, il y est prévu un creux dans lequel s'engage un manchon de matière réfractaire qui rejoint cette plaque.
L'inconvénient qui se présente dans ce cas réside en ce que le manchon s'use très rapidement, que lors du remplacement très fréquent de la plaque, il n'est plus possible d'obtenir un centrage propre ä assurer la sécurité de fonctionnement et que par conséquent, il devient nécessaire de remplacer tres souvent le manchon dgalement, malgré les difficultés que présente le démontage de ce manchon.
C'est pour les raisons qui viennent d'être exposées que la présente invention vise ä apporter ä une plaque de fermeture en matière réfractaire telle que celle dont la description a été donnée dans le préambule de ce mémoire un perfectionnement tel que cette plaque, tout en se prêtant ä etre montée librement dans le mécanisme de fermeture, soit d'une fabrication simple, d'un prix de revient avantageux, et qu'elle puisse assurer lors de la coulée un comportement de fonctionnement sur de l'installation.
Le but énoncé ci-dessus est atteint selon cette invention par le fait que la plaque, afin qu'un centrage à peu près exempt de jeu dans le cadre de métal puisse être obtenu, comporte une saillie formée par la frette de métal, qui présente une face cylindrique usinée, centrée par rapport ä l'ouverture d'écoulement,
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ou présente une forme externe cylindrique usinée, formée par la frette de métal, avec une ouverture d'écoulement centrée par rap- port ä cette forme cylindrique.
Une plaque de fermeture qui répond ä la presente invention peut par conséquent être montée dans un cadre de métal de manière très simple et de façon très exacte et précise par rap- port ä l'ouverture d'écoulement, de même qu'elle peut être enlevée de ce cadre de métal de façon tres simple également. De plus, des plaques de fermeture de ce genre peuvent etre fabriquees Lres simplement, pour la raison que la face cylindrique précitée est une face de métal et que par l'usinage, il peut être obtenu un centrage simple grâce ä l'ouverture d'écoulement qui est prévue.
Afin que le centrage exact et précis de la plaque dans le cadre de métal puisse etre obtenu, la face cylindrique formée par la frette de métal est usinée au tour ou encore, s'il est utilisé une enveloppe de tôle matricée, elle est usinée par un matriçage suffisamment précis. La tolerance de diamètre de la face cylindrique permettra d'obtenir, si elle est de quelques dixièmes de millimètre, une sécurité de fonctionnement satisfaisante.
La largeur de la face cylindrique ou de. la forme externe cylindrique usinée n'est de préférence que de quelques millimètres, afin que la plaque puisse être facilement retirée du cadre de metal et qu'elle ne doive pas, comme c'est le cas selon le principe du tiroir, etre retirée rigoureusement perpendiculairement par rapport ä la face de centrage.
La plaque de fermeture, qui est munie de la saillie formée par la frette de metal, se présente de préférence sous une forme externe ä peu près ronde, elle comporte un nez de matière réfractaire qui prolonge sa partie arrondie et elle présente une ouverture d'écoulement et une face cylindrique qui sont centrées par rapport ä la forme externe ronde.
Cette ouverture d'écoulement de cette face cylindrique, ainsi que la forme arrondie de la plaque contribuent, avec le centrage de la plaque qui est proposé par la présente invention, ä déterminer, pour un état de fonctionnement dans le cas duquel, par exemple lorsqu'il s'agit de la coulée
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d'acier, il se produit, dans la zone de l'ouverture d'écoulement, un échauffement allant jusqu'à 1. 500 degrés Celsius, une répartition uniforme et régulière des tensions thermiques dans la partie en matière réfractaire, ce qui aura pour effet d'assurer une prolonga- tion de la durabilité de la plaque. Des avantages qu'offrent les plaques définies dans les sous-revendications 5 ä 8 formulées en fin de ce mémoire sont indiqués dans la description donnée ci-apres.
La fermeture ä glissement comporte des cadres de métal qui présentent chacun un passage ou une face externe cylmdrique centrant une plaque de fermeture répondant ä la présente inven- tion, passage ou face externe cylindrique qui présentent de préfé- rence une tolérance de diamètre de valeur telle que la plaque puisse être mise en place par un assemblage ä ajustement par glissement.
On exposera ci-après de façon explicite, en se référant aux dessins qui sont annexes ä ce mémoire, des exemples de réalisation de la plaque de fermeture et de la fermeture ä glissement qui font l'objet de la présente invention. Dans ces dessins, la figure 1 représente de façon schématique, par une vue en coupe longitudinale, une fermeture ä glissement comportant des plaques de fermeture qui répondent ä la présente invention, la figure 2 représente, par une vue en plan, de dessus, l'unite ä glissement qui est prévue dans la fermeture ä glissement que l'on peut voir représentée sur la figure 1, les figures 3 ä 6 illustrent, par des vues en coupe longitudinale,
différentes variantes de réalisation de plaques de fermeture qui répondent à la présente invention, et les figures 7 et 8 illustrent, respectivement par une vue en plan, de dessus, et par une vue en coupe longitudinale, deux variantes de réalisation de plaques de fermeture se présentant sous une forme externe arrondie.
De la fermeture ä glissement, désignée par le nombre de référence 10 sur la figure 1 des dessins annexés ä ce mémoire, on n'a représenté dans le dessin que les éléments et parties de cette fermeture qui sont essentiels dans le cas de la présente invention. Cette fermeture ä glissement comporte un boitier 12,
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muni d'un cadre métallique 14, une plaque de fermeture en matière réfractaire 20, montée dans le boîtier, un cadre 13, fixé au boitier, et une unité ä glissement 15, montée dans ce cadre 13, de façon ä pouvoir y etre guidee pour son déplacement par une commande 16, qui n'est pas représentée de façon détaillée dans le dessin, unité à glissement qui comporte un cadre métallique 17,
une plaque de fermeture en matière réfractaire 22, placée dans le cadre 17, et un manchon en matière réfractaire 18, serré dans l'unite ä glissement i5. La fermeture va glissement 10 est placee ä la busette de coulée 19 d'un récipient destiné ä contenir du métal en fusion, récipient qui n'est pas représenté dans le dessin.
Le récipient peut être par exemple une poche de coulée d'acier ou un distribu- teur intermediaire et il comporte un manchon de coulée en matière réfractaire 11, qui n'est représenté qu'en partie dans le dessin, un élément d'étanchéité, formé par un ciment par exemple, étant prévu entre le manchon de coulée 11 et la plaque de fermeture supérieure 20, qui rejoint ce manchon, de même qu'entre le manchon 18 et la plaque de fermeture inférieure 22. La fermeture ä glissement 10 est représentée dans le dessin telle qu'elle se présente lorsqu'elle se trouve en position d'ouverture, et elle peut, de façon connue en soi, être étranglée ou être fermée par déplacement linéaire de l'unite ä glissement 15.
Les plaques de fermeture 20 et 22 sont pressees l'une contre l'autre de façon connue également et elles présentent des faces de glissement en matière réfractaire qui sont en contact l'une avec l'autre.
Les plaques de fermeture 20 et 22, qui se présentent sous une forme de réalisation identique, sont munies chacune d'une enveloppe de tôle, l'enveloppe de tôle 21, pour la plaque de fermeture 20 et l'enveloppe de tôle 23, pour la plaque de fermeture 22, une plaque en matière réfractaire étant cimentée dans chacune des enveloppes de tôle. Chacune des plaques de matière réfractaire comporte une saillie arrondie, l'une, la saillie 20'et l'autre, la saillie 22', et ces saillies rejoignent respectivement, par leur face d'extrémité, les manchons correspondants 11 et 18.
Selon la présente invention, la plaque de fermeture 20 porte une saillie
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d'enveloppe de tôle qui entoure la saillie en matière réfractaire 20' et la plaque de fermeture 22 porte une saillie d'enveloppe de tôle qui entoure la saillie en matière réfractaire 22', ces saillies des enveloppes de tôle représentant respectivement une face cylindrique usinée 21'et une face cylindrique usinée 23'lesquelles permettent un centrage exact et précis de la plaque correspondante par rapport ä l'ouverture d'écoulement 24.
Le cadre de métal 14 présente un passage 14', qui correspond ä la face cylindrique 21', et le
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. i e4-1-2 z7 cadre de métal 1'1 presente de même un passage, Ie passage 17', qui correspond ä la face cylindrique 23', ces passages 14'et 17'étant d'une profondeur quelque peu inférieure à la largeur des faces cylindriques respectives 21'et 23'de la plaque.
Comme l'indique la représentation de la figure 2 des dessins ci-annexés, la plaque 22, qui est placée dans le cadre de metal 17 de l'unité ä glissement, se présente, de la manière indiquée en 26, sous une forme externe ä peu près ronde, et elle forme un nez en matière réfractaire 22"qui va en s'élargissant dans le sens du déplacement de la fermeture 10 et dont la largeur diminue dans le sens opposé, nez qui est destiné ä permettre un trajet de fermeture suffisant de la plaque ä glissement 22, l'ouverture d'écoulement que présente la plaque opposée 20 chevauchant, lors de la fermeture et lors de l'ouverture, une surface S de la face de glissement de la plaque 22,
surface qui se trouve ä l'Interieur de la matière réfractaire de la plaque de fermeture 22. La plaque de fermeture 22 est assurée contre toute rotation latérale par des arrêts 25 qui sont formés ä l'interieur du cadre de métal 17. Le cadre de métal 14 est avantageusement prévu sous la meme forme de réalisation que le cadre de métal 17 et la plaque de fermeture 20 est avantageusement prévue sous la meme forme de réalisation que la plaque de fermeture 22, si ce n'est que le nez de matière réfractaire 20" de la plaque 20 est, dans la fermeture 10, comme il est logique, dirigé dans le sens opposé ä celui du nez 22" de la plaque 22.
La plaque de fermeture en matière réfractaire, désignée par le nombre de référence 30, que représente la figure 3 des dessins ci-annexés correspond ä peu près, en ce qui concerne la
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forme, ä la plaque de fermeture 22. Il est bien entendu que cette plaque de fermeture 30, tout comme les plaques de fermeture 40,50 et 60 des autres variantes de réalisation, illustrées respectivement par les représentations de la figure 4, de la figure 5 et de la figure 6 des dessins ci-annexés, peuvent être utilisées dans la fermeture 10 tant comme plaque inférieure que comme plaque supé- rieure, mais elles n'ont toutefois, pour raison de simplicité, été représentées que comme plaques d'unités ä glissement.
La plaque de fermeture 30 est, comme la piaque 22, uiunlée avec jeu lateral dans le cadre 17 et elle comporte une saillie arrondie de matière réfractaire 30', qui est centrée par rapport ä l'ouverture d'écoule- ment 24, ainsi qu'un nez de matière réfractaire 30". La plaque de fermeture 30 porte comme frette de métal une frette serrée ä chaud 31 et elle est en outre munie d'une frette 32 qui est serrée ä chaud sur la saillie 30', frette 32 qui présente une face cylindrique externe usinée 33 centrée dans le passage 35.
Il pourrait également être imaginé que la saillie de matière réfractaire 30'soit usinée extérieurement et qu'une frette serrée ä chaud 32 présentant une dimension externe relativement précise soit emmanchée sur elle, ce qui permettra que la tolérance nécessaire du diamètre externe de la face 33 soit atteinte.
En ce qui concerne la plaque de fermeture 40 qui est représentée sur la figure 4 des dessins ci-annexés, il s'agit d'une plaque de genre connu, meulée aux deux faces, qui est, comme les plaques 22 et 30 dont il a été question ci-dessus, montée avec jeu lateral dans le cadre 17, cette plaque de fermeture 40 étant munie d'une première frette de métal externe, la frette 41, et présentant deux ouvertures d'écoulement 24 et 45 et, en correspondance avec ces ouvertures d'écoulement, des rainures annulaires 47 et 47', avec des frettes serrées à chaud respectives 42 et 46. La frette 42 présente, comme celles dont ü a été question plus haut, une face externe cylindrique, la face 43, qui est destinée ä permettre le centrage de la plaque dans le passage 44 que présente le cadre 17, qui fait saillie dans la rainure annulaire 47.
La rainure annulaire 47'est identique ä la rainure 47 et elle est prévue ä la
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face de la plaque qui est opposée ä celle où se trouve la rainure
47. Cette plaque 40, ä deux ouvertures, présente l'avantage de pouvoir etre tournée lorsque l'ouverture d'écoulement 24 est usee, ce qui permettra l'utilisation de l'ouverture d'écoulement 45, l'ou- verture d'écoulement et la rainure annulaire qui ne sont pas uti- lisées pouvant etre fermées par cimentage d'une matière réfractaire facile ä briser pour son enlèvement. La forme externe de la plaque 40 peut etre comparee ä celle de lunettes, la plaque comportant deux parties arrondies qui font corps l'une avec l'autre.
La figure 5 des dessins ci-annexés représente une plaque en matière réfractaire 50, meulée aux deux faces, qui est, comme la plaque 40 dont il a été question ci-dessus, munie d'une frette externe serrée ä chaud, la frette 51, et qui présente une rainure annulaire 57, centrée par rapport ä l'ouverture d'écoule- ment 24, rainure annulaire 57 dans laquelle est logé, comme frette de métal, un anneau 52, de section transversale en forme de U.
Dans ce cas encore, il est prévu une face cylindrique usinée, la face 53, qui est destinée à permettre le centrage de la plaque 50 dans une saillie annulaire 54 que comporte le cadre 17, saillie annulaire qui présente une face de centrage externe 55. Comme la plaque 40 que représente la figure 4 des dessins ci-annexés, la plaque 50 pourrait être percée d'une seconde ouverture d'écoulement et présenter une seconde rainure annulaire.
La plaque de fermeture en matière réfractaire 60 qui est représentée sur la figure 6 des dessins ci-annexés ne diffère de la plaque 22 que représente la figure 1 que par le fait qu'elle est plane aux deux faces et que sur l'enveloppe de tôle, désignée dans ce cas par le nombre de référence 61, il est prévu, y fixé par soudage, un anneau de metal 62, qui est centré par rapport ä l'ouverture d'écoulement 24, cet anneau de métal 62 présentant intérieurement une face cylindrique usinée 63 qui est centrée -à - la face externe 65 du cadre 17.
Dans le cas de la variante supplémentaire de réalisation de la presente invention qui est illustrée par la figure 7 des dessins ci-annexés, il s'agit d'une plaque de fermeture, désignée par
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le nombre de référence 70, qui, comme il est indiqué en 73, est de forme externe ronde et qui est percée d'une ouverture d'écoule- ment 74, centrée par rapport ä elle. La plaque de fermeture est dans ce cas entourée latéralement d'une frette de métal 72, prévue sous la forme d'une frette serrée ä chaud, et elle est maintenue par cette frette 72.
La frette serrée ä chaud 72 présente exté- rieurement une face cylindrique usinée 73, qui est destinée ä per- mettre le centrage exact et précis de la plaque de fermeture 70 dans le passage 75 que présente le cadre 17. En ce qui concerne la variante de réalisation de la présente invention qui est illustrée par la figure 8 des dessins ci-annexés, elle ne s'écarte de la va- riante de réalisation illustrée par la figure 7 que par le fait qu'au lieu de la frette serrée ä chaud 72, il est prévu une frette serrée ä chaud 82 dont la face cylindrique 83, contrairement ä la face cylindrique 73 de la frette 72, n'est pas usinée sur toute la hauteur.
De cette manière, la plaque de fermeture 70 peut être retirée du cadre de métal 17 plus facilement que dans le cas de la variante de réalisation illustrée par la figure 7, pour la raison qu'elle n'est centrée dans ce cadre que sur quelques millimètres de hauteur.
Dans le cas de la plaque 70, étant donné sa forme externe ronde, par laquelle elle diffère de la plaque 22 que représente la figure 2 des dessins ci-annexés, il est obtenu, pour une dimension de diamètre externe supposée égale, un trajet de fermeture plus court que dans le cas de la plaque de fermeture 22, ce trajet de fermeture plus court résultant, comme l'indique la représentation de la figure 7 des dessins ci-annexes, du chevauchement, indiqué en S', de l'ouverture d'écoulement de la plaque opposée, qui n'est pas représentée dans le dessin.
Afin qu'il soit obtenu une compensation de ce raccourcissement du trajet de fermeture, la fermeture est conçue de telle sorte que, pour une coulée étranglée, la plaque de fermeture 70 soit déplacée vers le côté opposé au sens de-' : ferme- : ture, ce qui aura pour effet que l'usure de la plaque sera unifor- mément répartie.
La plaque de fermeture 70, etant donné la forme externe ronde qu'elle presente, comme il est indique en 73 et en 83
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sur la figure 7 et sur la figure 8 respectivement, offre encore un avantage en ce sens qu'après usage, elle peut être tournée de 90 degrés dans le cadre et que, de cette manière, la face S", encore ä peu près exempte d'usure, pourra etre utilisée. La plaque de fermeture 70 peut en outre, dans ce cas, être assurée contre toute rotation grâce à un serrage latéral simple.
Un centrage des plaques de fermeture qui ont été décrites plus haut dans leur cadre est assuré, pour une sécurité de fonctioniieinent et de service suffisante, si par exeutple In fa me cylindrique externe de la plaque présente une tolerance de diamètre allant de moins 0, 1 à moins 0,3 millimètre, alors que la tolérance correspondante du passage formé dans le cadre est de plus 0, 1 ä plus 0,2 millimètre.
Un point important en ce qui concerne les plaques ä glissement est qu'en principe, au lieu d'une ouverture d'écoulement, il peut être prévu un bouchon qui permettra le vidage ou encore, s'il s'agit d'une plaque en deux parties, une partie sans ouverture.