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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.