LU87609A1 - Canon a argile d'une machine a boucher les trous de coulee d'un four a cuve - Google Patents

Description

CANON......A......ARGILE......D'UNE......MACHINEA......BOUCHER.....LES......TROUS.....DE

COULEE.....D'UN......FOUR......A......CUVE

La présente invention concerne un canon à argile d'une machine à boucher les trous de coulée d'un four à cuve, comprenant un vérin hydraulique pour actionner un piston coulissant dans une chambre à argile fixée dans le prolongement du vérin, ledit piston étant pourvu d'un ou plusieurs segments périphériques.

On sait que les trous de coulée d'un four à cuve et plus particulièrement d'un haut-fourneau sont bouchés avec une masse d'obturation qui est généralement de l'argile et qui est appliquée à une pression très élevée à l'aide d'un canon à argile et qui obture le trou de coulée en se durcissant.La contrepression élevée des hauts-fourneaux modernes et les propriétés de la masse d'obturation utilisée actuellement, exigent des pressions très élevées pour l'obturation des trous de coulée et les machines à boucher doivent être conçues en conséquence.

Etant donné que les machines à boucher évoluent dans les températures élevées de la chaleur dégagée audessus du métal en fusion dans les rigoles de coulée, les chambres à argile, normalement bien cylindriques, subissent des sollicitations thermiques pouvant déformer les chambres, de sorte que celles-ci perdent, au fur et à mesure, leur forme cylindrique, par exemple en s'ovalisant.Certes, ces déformations sont très faibles, mais elles sont suffisantes pour imposer aux fabriquants des tolérances de fabrication et, plus précisément, de prévoir un certain jeu entre le piston et la paroi intérieure de la chambre à argile pour éviter, en cas de déformation de celle-ci,un blocage du piston. D'un autre côté, ce jeu permet le passage de la masse de bouchage, ce qu'il faut éviter, dans la mesure du possible, afin de ne pas abîmer la paroi par les particules abrasives contenues dans la masse de bouchage et pour éviter une accumulation de celle-ci en amont du piston.

Pour concilier ces deux exigences contradictoires, on équipe les pistons des chambres à argile de segments qui servent à colmater le jeu entre le piston et la paroi de la chambre. Il s'agit de segments ouverts qui peuvent se resserrer et s'ouvrir élastiquement autour du piston en épousant des déformations éventuelles de la paroi de la chambre à argile.

Il est également connu de prévoir les segments légèrement plus grands que la section intérieure de la chambre à argile de manière à devoir les précomprimer lors du montage avec l'espoir que cette précontrainte puisse améliorer l'effet d'étanchéité. Basé sur ce principe, le brevet DE 24 02 088 propose même d'augmenter la section du ou des segments afin d'en agrandir la force d'extension dans le but d'améliorer davantage l'étanchéité.

Toutefois, la demanderesse a constaté que, contrairement à ce que l'on pourrait supposer, plus on augmente la précontrainte des segments, plus on diminue leur effet d'étanchéité. Ce phénomène surprenant provient du fait que la précontraite des segments tend à les ovaliser. En effet, comme mentionné plus haut, la précontraite est réalisée en pratiquant dans un segment annulaire une découpe de quelques millimètres et en resserrant les deux extrémités des segments ainsi ouverts lors du montage sur le piston. Or, en resserrant les deux extrémités de cette découpe on provoque une déformation du segment par flexion dans la région du côté opposé à la découpe. Autrement dit, le segment prend une forme ovale dont le grand axe s'étend à par tir du centre de la découpe. Cette ovalisation est d'autant plus forte que la précontrainte est plus grande. Autrement dit, les segments précontraints de cette manière assurent une bonne étanchéité dans la région de leur découpe ainsi que dans la région diamétralement opposée alors que l'étanchéité entre ces deux régions est insuffisante.

Le but de la présente invention est de proposer un nouveau canon à argile dont les segments de piston assurent une étanchéité raisonnable sur toute la périphérie et permettent, en même temps, d'épouser les déformations éventuelles de la paroi de la chambre à argile.

Pour atteindre cet objectif, le canon à argile proposé par la présente invention est essentiellement caractérisé en ce que chaque segment est un segment annulaire fermé à section plate dont la longueur axiale est nettement supérieure à l'épaisseur radiale.

L'épaisseur radiale est, de préférence, inférieure à un vingtième du diamètre du piston.

Cette faible épaisseur du segment lui assure une certaine flexibilité ce qui lui permet de se déformer et d'épouser parfaitement les déformations éventuelles de la paroi de la chambre à argile. Le jeu entre les segments et la paroi intérieure de la chambre à argile peut, de ce fait, sinon d'être supprimé, du moins d'être réduit à une valeur garantissant une étanchéité raisonnable.

Contrairement à ce qui est généralement préconisé, à savoir des segments massifs dont la précontrainte confère une grande force d'expansion, la présente invention s'écarte de toute notion de précontrainte et se base sur la flexibilité de segments relativement minces.

Le piston peut être pourvu d'un seul segment ou de plusieurs segments juxtaposés. Dans ce dernier cas, les segments peuvent être plus épais dans la région médiane que le long des bords avant et arrière, vu en direction radiale de la chambre, ce qui définit des rainures entre deux segments juxtaposés. Ces rainures recueillent la phase liquide de la masse de bouchage qui s'échappe entre la paroi de la chambre à argile et les segments et cette phase liquide, en se plastifiant et en se durcissant dans ces rainures y forme un joint naturel .

D'autres particularités et caractéristiques resortiront de la description détaillée de quelques modes de réalisation avantageux, présentés ci-dessous, à titre d'illustration, en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 montre en coupe verticale une partie d'un canon à argile conçu conformément à la présente invention ; la figure 2 montre, en coupe verticale, une partie d'un premier mode de réalisation selon la présente invention; la figure 3 montre une vue analogue à celle de la figure 2 d'un second mode de réalisation de la présente invention et la figure 4 montre une vue analogue à celle de la figure 2 d'un troisième mode de réalisation de la présente invention.

La figure 1 montre un canon à argile 10 constitué d'une chambre à argile cylindrique 12 qui est prolongée par un nez 14 à travers lequel est éjectée la masse de bouchage au moyen d’un piston 16, coulissant dans la chambre 12 sous l'action d'un vérin hydraulique non représenté.

Le diamètre du piston 16 est légèrement plus petit que le diamètre intérieur de la chambre 12 afin d'éviter un blocage du piston 16 lors de déformations éventuelles de la paroi de la chambre à argile 12. Pour éviter une fuite de la masse de bouchage par ce jeu entre le piston 16 et la paroi de la chambre à argile 12 le piston comporte un ou plusieurs segments périphériques 18.

Comme représenté sur la figure 2, le segment 18 possède une épaisseur relativement faible comparée à sa largeur axiale. Cette épaisseur est, de préférence, inférieure à un vingtième du diamètre du piston 16. Contrairement aux segments connus jusqu'à présent, le segment 18 est un segment annulaire fermé sans découpe. La faible épaisseur du segment 18 lui confère une certaine flexibilité qui lui offre la possibilité d'épouser parfaitement les déformations éventuelles de la paroi de la chambre à argile 12 tout en réalisant une étanchéité raisonnable avec celle-ci.

Alors que dans les canons à argile classiques, il était préférable de prévoir deux segments dont les découpes étaient décalées l'une par rapport à l'autre afin d'éviter le passage de la masse de bouchage à travers ces découpes et dans lesquelles les segments devaient être fixés pour conserver ce décalage des découpes, la présente invention offre la possibilité, comme représentée dans le premier mode de la réalisation de la figure 2, de ne prévoir qu'un seul segment 18 qui, en outre, n'a pas besoin d'être fixé sur le piston pour empêcher sa rotation.

Il est toutefois également possible, comme le montre la figure 3, de prévoir plusieurs, par exemple trois segments 18a, 18b, 18c. L'augmentation du nombre de segments permet, bien sûr, de réduire leur largeur, ce qui augmente leur flexibilité.

Dans le cas de plusieurs segments, il est préférable de prévoir, comme montré sur la figure 4, des segments 18d, 18e, 18f qui sont plus épais dans la région médiane que le long des bords circulaires avant et arrière de manière à définir entre deux segments juxtaposés des rainures 22. Les composants liquides contenus dans la masse de bouchage, qui sont généralement des matières plastiques peuvent s'échapper par le jeu entre les segments 18d, 18e, 18f et la paroi de la chambre 12 et s'accumuler dans ces rainures 22 pour y former, en se durcissant, des joints naturels 24 qui contribuent à empêcher des fuites de masses de bouchage vers le côté amont du piston 16.

Claims (5)

1. Canon à argile d'une machine à boucher les trous de coulée d'un four à cuve comprenant un vérin hydraulique pour actionner un piston {15) coulissant dans une chambre à argile (12) fixé dans le prolongement du vérin, ledit piston étant pourvu d'un ou plusieurs segments périphériques, caractérisé en ce que chaque segment est un segment annulaire fermé (18) à section plate dont la longueur axiale est nettement supérieure à l'épaisseur radiale.

2. Canon selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur radiale de chaque segment (18) est inférieure à un vingtième du diamètre du piston (15).

3. Canon selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par la présence d'un seul segment (18) .

4. Canon selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par la présence de plusieurs segments (18a, 18b) et (18c).

5. Canon selon la revendication 4, caractérisé en ce que les segments (18d, 18e, 18f) sont plus épais dans leur région médiane que le long des bords circulaires avant et arrière, vu en direction axiale de la chambre (12), pour définir des rainures (22) entre deux segments juxtaposées.