<Desc/Clms Page number 1>
"VANNE A GLISSIERE POUR INSTALLATIONS SIDERURGIQUES" OBJET DE L'INVENTION L'invention concerne une vanne à glissière spécialement conque pour être utilisée dans des installations sidérurgiques, en particulier dans des poches ou autres récipients contenant des métaux fondus, pour constituer 1 élément d ouverture/fermeture de l'embouchure de sortie de ces récipients.
La vanne en question est caractérisée principalement par une structure spéciale qui permet d'obtenir des caractéristiques fonctionnelles optimales et un allongement considérable de sa vie utile.
ANTECEDENTS DE L'INVENTION Dans le champ d'application industrielle mentionné plus haut, c'est-à-dire dans les installations sidérurgiques, et plus précisément dans les poches ou récipients pour métal fondu, lesproblemesposespar leurs moyens de fermeture sont dus principalement à la température élevée à laquelle les moyens en question sont soumis au cours de leur fonctionnement normal.
Comme on le sait, les poches de coulée ou recipients similaires comportent, en face de leur embouchure de sortie pour le métal fondu, un portebuse dument associé à la poche, plus précisément au moyen d'une plaque de support. Dans le portebuse est logée une buse interne, pourvue de l'orifice axial correspondant de sortie du métal fondu, cette buse interne étant terminée par une plaque réfractaire fixe, dotée d un orifice aligné avec celui de la buse et sur la face inférieure de laquelle est adaptée une plaque réfractaire mobile, également dotée d'un orifice de sortie du métal fondu, situé coaxialement en face de l'orifice de la buse externe.
En raison de cette construction de base, l'ensemble constitué par la plaque mobile et la buse externe est susceptible de glisser transversalement entre deux positions limites, c'est-à-dire une position dans laquelle les orifices des deux plaques, et par conséquent les orifices des deux buses, sont situés activement l'un en face de l'autre, ce qui correspond
<Desc/Clms Page number 2>
à l'ouverture de la vanne, et une autre position dans laquelle ces orifices ne sont pas alignés, et par conséquent la vanne est fermée.
EMI2.1
Ce type de vanne à glissière présente une vie utile relativement courte, à cause des effets d'erosion produite par la sortie du métal fondu, érosion qui se produit évidemment sur les plaques réfractaires fixe et mobile au cours des manoeuvres d'ouverture et de fermeture, plus précisément au cours de la phase d'ouverture partielle dans laquelle le métal passe de la buse supérieure ou interne à la buse inférieure ou externe, à travers un étranglement en gradin, formé par le decalage entre les orifices des deux plaques réfractaires, ce qui fait que le métal fondu erode les bords proches et opposés de ces orifices, en y formant des sillons ou des rainures qui finissent par mettre hors de service les plaques réfractaires en question.
Dans le but de prolonger la vie utile de ces dernières, de façon générale on les démonte et on les remonte ensuite en position inversée, pour que l'érosion en question s'effectue 'maintenant sur le bord opposé de ces orifices. Cependant, ces manoeuvres de démontage et de remontage sont compliquées et couteuses.
D'autre part, la température élevée à laquelle est soumise la vanne pendant l'utilisation de la poche, en comparaison avec la température ambiante à laquelle elle est soumise lorsqu'elle n'est pas utilisée, crée dans cette vanne des dilatations d'amplitude tres considerable que l'on évite de facon conventionnelle, en grande partie, au moyen de l'utilisation de plaques réfractaires, d'alumine qui, en raison de leur nature propre, présentent un coefficient de dilatation réduit.
Cependant, la pratique a démontré qu'il est plus intressant d'utiliser des plaques réfractaires à base de magnésite car, bien que ces dernières présentent un coefficient de dilation très supérieur à celui de l'alumine, elles présen-
<Desc/Clms Page number 3>
tent une serie d avantages supplémentaires dont l"cnu) neration sort de l'objet de la présente invention.
Dans les vannes à glissière pour installations siderurgiques dans lesquelles on utilise des plaques réfractaires en magnésite, le probleme des dilatations thermiques est résolu au moyen de l'installation d'une fermeture élastique, l'une des plaques réfractaires, généralement la plaque mobile, reposant sur un jeu de ressorts capables d'absorber les dilatations en question.
Cette solution, apparemment efficace, présente deux problemes importants. D un côté elle exige d'utiliser des plaques de matière réfractaire, de façon à ce que l'on puisse former dans ces dernières des sièges d'appui corrects des ressorts, et d'autre part, et ceci constitue le problème fondamental, les ressorts en question sont soumis de façon permanente et immédiate aux effets de la haute température existante dans le corps de la vanne, étant donné qu'ils sont situés très près de l'orifice de sortie du métal fondu, et par conséquent les hautes températures auxquelles sont soumis ces ressorts font que ces derniers ont une vie utile extrêmement courte.
DESCRIPTION DE L'INVENTION
EMI3.1
La vanne pour installations sidérurgiques selon l'ira vention, tout en conservant les caractéristiques de construction de base d'une vanne conventionnelle à glissière, c'est- à-dire tout en conservant une plaque réfractaire fixe associée à la buse supérieure et interne et une plaque réfractaire inférieure associée à la buse externe et qui glisse avec ces deux dernières, pour effectuer les manoeuvres d'ouverture et de fer meture, a été conçue et structurée pour apporter une solution aux problèmes mentionnés plus haut, de façon totalement satisfaisante dans leurs différents aspects, tant en ce qui concerne l'érosion des plaques réfractaires, produite par les manoeuvres d'ouverture et de fermeture, qu'en ce qui concerne l'utilisation de magnésite pour réaliser des plaques réfractaires,
et la nécessité d'associer des moyens élastiques à ces plaques.
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
De façon plus precise, en accord avec l'une des ca ractéristiques de l'invention, et pour résoudre le premier des problèmes mentionnés plus haut, la plaque réfractaire mobile et la buse correspondante qui lui est associée sont installées sur une plaque de base mobile, actionnée par un cylindre hydrau lique ou pneumatique et capable d'adopter trois positions :
une position d'ouverture dans laquelle l'orifice de la plaque réfractaire mobile se trouve en face de l'orifice de la plaque réfractaire fixe, et deux positions extremes opposées dans laquelle ces orifices sont décalés, c'est-à-dire deux positions qui correspondent à la fermeture de la vanne, mais de façon à ce que l'une de ces positions extrêmes soit atteinte à partir de la position de fermeture, au moyen du déplacement de la plaque réfractaire mobile dans un sens, et que l'autre position soit atteinte au moyen du déplacement de cette plaque dans le sens contraire, ce qui fait que, au cours des manoeuvres d'ouverture et de fermeture, les zones marginales diamétralement opposées des orifices en question sont soumises tour à tour aux effets de l'érosion provoquée par le métal fondu,
ce qui correspond au moins à doubler la vie utile des plaques réfrac taires sans qu'il soit nécessaire de les manipuler.
De façon complémentaire, une autre des caractéristiques de l'invention qui a pour objet de prolonger la vie utile des éléments élastiques qui collaborent avec les plaques réfractaires en question, consiste à faire en sorte que les ressorts classiques, au lieu de supporter directement les plaques réfractaires, soient placés à une distance considérable de la zone de travail de la vanne proprement dite, dans laquelle est situé évidemment le point de niveau thermique maximum.
En outre, une autre caractéristique de l'invention consiste à utiliser pour relier la partie fixe de la vanne associée à la poche ou au récipient dont il s'agit, avec le support des éléments mobiles, des boulons ou des goujons d'articulation situés dans l'une des zones laterales de la machine, et des crochets complémentaires situés dans l'autre zone latérale, pour
<Desc/Clms Page number 5>
permettre un accès facile et rapide à l'intérieur de la vanne, pour examiner ou remplacer les mécanismes de fonctionnement de cette dernière.
Finalement, une autre des caractéristiques de l'in- vention est constituée par le fait qu'il a été prévu que, pour réduire encore plus le niveau thermique des fermetures é- lastiques, la vanne comporte en outre un circuit de réfrigération, de préférence pneumatique, pourvu de tubulures qui soufflent de l'air sur les fermetures élastiques, pour réduire le plus possible le niveau thermique atteint par ces dernières.
DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation, et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 est une représentation schématique en élévation latérale d'une vanne à glissière pour installations sidérurgiques réalisée en accord avec l'objet de la présente invention ; la figure 2 représente un profil de la meme vanne en position de fermeture ;
la figure 3 représente un autre profil de cette vanne, maintenant en position d'ouverture, et en section à un quart, le long de la ligne de coupe A-B de la figure l ; la figure 4 représente une perspective de la vanne à glissière dans son ensemble, en position de fermeture, et également en section a un quart ; la figure 5 représente finalement une perspective de face de la vanne en question, en position d'ouverture totale.
REALISATION PREFEREE DE L'INVENTION
Dans les figures en question, le portebuse porte la référence numérique 1 et à l'intérieur du portebuse est logee la buse interne ou fixe 2 qui presente une forme tronconique pour faciliter son installation dans le portebuse, laquelle s'effectue évidemment à l'aide de ciment réfractaire, le porte
<Desc/Clms Page number 6>
buse 1 étant disposé sur le support 3, auquel est associé é- galement une plaque de base fixe 4 qui encadre l'embouchure inférieure de la buse interne et qui présente une gorge 5 sur sa face inférieure pour la liaison du blindage 6 qui correspond à la plaque réfractaire fixe 7 pourvue de l'orifice correspondant 8 situé activement en face de l'orifice 9 de la buse,
et qui est fixée à cette dernière au moyen d'un accouplement bouveté 10 annulaire et de préférence avec un profil
EMI6.1
trapézoïdal isocèle.
Sous la plaque fixe 7 est située la plaque mobile 11 également réfractaire, qui, au moyen d'un gouvetage 12 similaire à celui qui est mentionné plus haut, et qui porte la référence 10, est fixée à la buse externe 13, laquelle est dotée également d'un orifice axial 14 situe en face de l'orifice 15 de la plaque réfractaire mobile 11, cette buse externe 13 ayant également une configuration tronconique, étant revêtue d'un blindage 16 et étant introduite dans la plaque mobile 17 qui peut se déplacer à l'intérieur du support 18 lorsqu'elle est actionnée par un cylindre hydraulique ou pneumatique, non représenté dans les figures et dont la tige est associée par un moyen quelconque à la tige 19 solidaire de la plaque de support 17, comme on peut le voir en particulier dans la figure 5.
Dans cette figure 5, dans laquelle la plaque réfractaire fixe 7 est représentée dument fixée sur la plaque de base fixe 4 tandis que la vanne est dépourvue de la plaque réfractaire mobile 11, tandis que la plaque de base mobile 17 est dotée du logement correspondant 20 pour cette dernière, la plaque mobile 17 présente une position intermédiaire, c'est- à-dire la position d'ouverture de la vanne, dans laquelle l'orifice 14 de la buse externe 13 est situé en face de l'orifice 8 de la plaque réfractaire fixe 7.
A partir de cette position intermédiaire d'ouverture on peut effectuer la fermeture en déplaçant la plaque mobile 17 dans deux directions opposées, plus précisément, comme on le voit dans la figure 5, vers la gauche et vers la droite, sous l'effet du cylindre associé à la
<Desc/Clms Page number 7>
tige 19, ce qui fait que le passage de cette situation d'ouverture à la situation de fermeture peut s'effectuer dans deux sens contraires, ce qui fait que, comme il a été dit plus haut, l'effet de l érosion produite par le métal fondu sur les orifices 8 et 15 s'exerce tour à tour sur des zones marginales concrètes de ces orifices diamétralement opposées.
Pour la fixation de la plaque de support mobile 19 sur la plaque fixe 4, cette derniere comporte sur son bord des tiges longitudinales 21, à chacune desquelles est reliée une paire de fermetures élastiques 22 qui consiste en des boîtiers, qui portent la référence numérique 22, qui s'appuient sur les tiges 21 au moyen de ressorts 23, ces boîtiers étant traversés par des tiges 21 qui passent dans des orifices de forme allongée 24 qui permettent un léger mouvement vers le bas de ces boîtiers et, par conséquent, de la plaque de support mobile 18 associée à ces derniers, sous l'effet des dilatations, ces boltiers 12 étant substantiellement éloignés de l'axe de la vanne, c'est-à-dire des orifices 9-8-15-14 par lesquels, dans la position d'ouverture, passe le métal fondu, et par conséquent,
du fait qu'ils sont substantiellement éloignés du foyer de chaleur, les effets de ce dernier sont réduits au minimum.
La fixation des boîtiers ou des fermetures élastiques 22 sur la plaque'de support mobile 18 s'effectue, sur l'un des cotés de la vanne, au moyen de boulons de basculement 25, tandis que de l'autre cote, cette fixation est réalisée à l'aide d'un crochet double 26, relié de fagon basculante aux fermetures élastiques 22 et qui peut etre verrouillé sur des boulons 27, solidaires à leur tour de la plaque de support mobile 18, de façon que, dans la position de fermeture ou position active du mécanisme, les fermetures élastiques en question 22 sont capables d'absorber les dilatations provoquées par la chaleur dans les plaques réfractaires 7 et 11, et en même temps ce mécanisme peut etre examiné facilement pour la révision, la réparation ou le remplacement d'un quelconque de ces éléments,
simplement en déverrouillant les crochets 26, ce qui fait que
<Desc/Clms Page number 8>
tous les elements mobiles de ce mécanisme peuvent basculer sur l'axe 25 jusqu'à 1a position représentée dans la figure 5. dans laquelle ces mécanismes peuvent etre observés directement et sont accessibles, et dans laquelle, en particulier, les plaques réfractaires 7 et 11 peuvent etre remplacées facilement.
Pour compléter la structure décrite, la vanne comporte un double écran inférieur 28 et un circuit de réfrigération 29 terminé par des tubulures latérales 30 orientées vers les fermetures élastiques 22, qui soufflent de l'air froid sur les ressorts 23, plus précisément travers les fenetres 31 dont sont dotés les boîtiers 22, ce qui permet de controler la température de ces fermetures élastiques en évitant qu'elles puisent être détériorées par un excès de temperature.
De cette façon on réussit à prolonger la vie utile des plaques réfrÅactaires, lesquelles en outre peuvent etre rem placées de façon extrêmement rapide et simple, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des outils spéciaux, et en même temps les fermetures élastiques éliminent toute possibilité de déformation des mécanismes, ainsi que les ruptures, les blocages, etc.. 11 faut ajouter en outre que ces fermetures élastiques, du fait qu'elles sont substantiellement éloignées du foyer thermique principal et sont en outre réfrigérées, ont une longue vie utile, pratiquement infinie.
11 n'est pas considéré nécessaire de prolonger cette description pour que tout expert en la matière puisse comprendre la portée de l'invention et les avantages qui en découlent.
Les matières, la forme, les dimensions et la disposition des éléments sont susceptibles d'être modifiées à condition que ceci ne donne pas lieu à une altération du principe essentiel de l'invention.
Les termes dans lesquels a été rédigée cette description devront être pris toujours dans un sens ample et non limitatif.