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TUBE DE COULEE
La présente invention est relative à un tube de coulée comprenant un élément tubulaire présentant à une extrémité supérieure, une face supérieure parfaitement plane destinée à glisser dans un dispositif d'amenée et de changement de tube ou d'un dispositif de régulation le long de la face inférieure fixe d'une plaque réfractaire de référence ou mobile d'une plaque-tiroir, le bord de la face supérieure et sa jonction avec l'extrémité supérieure de l'élément tubulaire étant renforcées par un collet et par une enveloppe métallique de protection.
Elle est destinée à la fabrication des tubes de coulée utilisés principalement en sidérurgie, notamment dans les installations de coulée continue.
Elle a pour but de renforcer mécaniquement les tubes de coulée. Ces tubes renforcés permettent ainsi de réduire les risques de dommages mécaniques lors des changements de tube au cours d'une même séquence de coulée.
Par le document FR-A-2.065. 592 on connaît un tube de coulée destiné à un dispositif de coulée continue à tubes de coulée interchangeables montés mobiles sur une même voie qui dessert une goulotte de sortie d'un récipient sidérurgique. Les tubes de coulée décrits sont réalisés en une seule partie en un matériau réfractaire unique à base d'alumine ou de magnésie.
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L'expérience montre qu'en raison des sollicitations extrêmes que subit le matériau réfractaire lors du changement du tube, les tubes de coulée sont fragilisés à l'endroit du collet.
On connaît aussi par la demande internationale PCT/BE88/00023, un tube de coulée pour dispositif de fermeture coulissante formé de deux pièces distinctes réalisées généralement en matériaux céramiques réfractaires différents. La première pièce est une plaque de tube coulissant réalisée en alumine ou en magnésie, présentant une face supérieure parfaitement plane destinée à coulisser le long d'un plan de coulissement, et la seconde pièce est un élément tubulaire cylindrique pourvu d'une bride solidaire de l'élément tubulaire destinée à être immergé dans un moule. La plaque est rapportée à l'élément tubulaire par juxtaposition. La face de serrage du joint entre la plaque rapportée et la bride est plane ou à emboîtement. Il s'agit généralement d'un emboîtement simple.
La bride et une partie supérieure de l'élément tubulaire sont recouvertes d'une enveloppe métallique de protection, tandis que la plaque rapportée et le flanc de la bride sont enserrés dans un anneau de frettage. Ce mode de réalisation en deux pièces distinctes dont l'une est une plaque, permet d'usiner la surface de coulissement par rectification. Une surface de coulissement parfaitement lisse permet de réduire au minimum les infiltrations de métal dans le plan de coulissement.
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La partie vulnérable des tubes de coulée connus se situe au niveau du collet. C'est à cet endroit que s'exerce le couple de réaction mécanique lors du changement de tube. La partie plongeante du tube déplacée parallèlement à elle-même de la position d'attente vers la position de service est en effet freinée par la viscosité du bain de métal fondu dans le moule.
Pour y remédier on a proposé d'augmenter l'épaisseur des tubes de l'élément cylindrique, mais les contingences des dispositifs d'amenée et d'échange des tubes de coulée, le poids excessif des tubes et le peu d'espace disponible sous le conteneur métallurgique empêchent d'avoir des épaisseurs plus importantes.
La présente invention vise à résoudre ce problème et propose un tube tel que décrit dans le premier paragraphe du présent mémoire.
La solution suivant l'invention consiste à renforcer l'épaisseur du tube non pas sur tout le pourtour et toute la longueur de l'élément tubulaire, mais uniquement aux endroits les plus sollicités.
Dans la forme de réalisation proposée, le collet affleure les rebords avant et arrière de la face supérieure, tandis qu'il se trouve en retrait des rebords latéraux de ladite face supérieure. De ce fait, les rebords latéraux sont libres et peuvent prendre appui sur le dispositif mécanique de changement de tube.
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La forme oblongue du collet dans la direction de déplacement contribue à renforcer sa résistance mécanique à la poussée exercée par la tige lors de changement de tube de coulée.
La section oblongue sert à augmenter le moment d'inertie et de diminuer par ce fait le risque de rupture.
Lorsque l'élément tubulaire comporte, faisant corps avec lui, une bride d'ancrage destinée à fixer une plaque rapportée, réalisée en un matériau réfractaire différent de l'élément tubulaire et soumise à une rectification afin de mieux être adaptée à coulisser contre la plaque de référence, le collet de renforcement fait corps avec ladite bride d'ancrage.
De même, lorsque la plaque rapportée et l'élément tubulaire sont d'une seule pièce, le collet fait corps avec ceux-ci.
Les particularités et détails de l'invention, ainsi que d'autres caractéristiques apparaîtront au cours de la description détaillée suivante d'une forme de réalisation particulière du tube de coulée suivant l'invention, donnée à titre illustratif et non limitatif.
Cette description se réfère aux dessins ci-joints, dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un tube de coulée selon l'invention ;
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la figure 2 est une vue en plan d'une plaque réfractaire rapportée au tube ; la figure 3 est une vue en coupe transversale du tube de coulée montré dans la figure 1 ; la figure 4 est une vue de dessous du tube de coulée montré dans les figures 1 et 3 ; la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'une seconde forme de réalisation d'un tube de coulée selon l'invention ; et la figure 6 est une vue en coupe transversale du tube montré dans la figure 5.
Dans ces figures, les mêmes signes de référence désignent des éléments identiques ou analogues.
Comme illustré dans la figure 1, un tube de coulée 1 est formé d'un élément tubulaire 2 présentant un canal central interne 3 de section constante et d'une plaque rapportée 4 de section rectangulaire.
L'élément tubulaire 2 est généralement réalisé en un matériau réfractaire résistant à l'érosion.
Le corps de l'élément tubulaire 2 peut comporter un insert 5 en oxyde de zirconium destiné à protéger au moins une partie de la paroi extérieure du tube de l'action érosive conjuguée de l'acier et de l'air à l'endroit du niveau d'acier dans le moule.
L'extrémité inférieure de l'élément tubulaire 2 présente des orifices latéraux 6,7 qui débouchent dans la direction de déplacement du tube de façon diamétralement opposée. Ces orifices sont destinés à défléchir le jet de coulée et atténuer l'action érosive des remous. (Fig. l)
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L'extrémité supérieure de l'élément tubulaire 2 porte une face supérieure parfaitement plane faisant partie intégrante de l'élément tubulaire 2. Le bord de la face supérieure et sa jonction avec l'extrémité supérieure de l'élément tubulaire 2 du tube sont renforcées par un collet 9 présentant du côté des portions de parois dirigées dans le sens de déplacement du tube 1, une surépaisseur de matériau céramique, de manière à présenter une section oblongue.
(Fig. 4)
L'extrémité supérieure de l'élément tubulaire a la même composition que l'élément tubulaire 2 et forme avec celui-ci une même et seule pièce ou entité. Elle peut présenter, soit une surface à emboîtement simple (Fig. l et 3), soit une surface plane (Fig. 5 et 6).
La première forme est apte à recevoir une plaque rapportée 4. La face supérieure de la plaque est strictement plane pour assurer l'étanchéité du tube 1 contre le plan de glissement de la plaque de référence non montrée, de manière à éviter toute aspiration d'air atmosphérique ambiant. Ceci permet d'empêcher la formation d'oxydes divers et de bulles dans la masse de métal, nuisant considérablement à la qualité du produit final.
La présente invention propose de renforcer l'épaisseur du tube de coulée uniquement aux endroits les plus sollicités, dans les portions de parois
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avant et arrière du collet 9. Le collet 9 est de préférence conique et a une section oblongue.
Le collet 9 et au moins la partie supérieure de l'élément tubulaire 2 sont éventuellement recouverts par une enveloppe métallique 10 de protection. Cette enveloppe métallique 10 épouse la forme du collet 9.
Elle recouvre avantageusement les rebords latéraux libres relativement durs de la partie supérieure du tube. Ces rebords latéraux servent de patin de coulissement du tube de coulée dans le dispositif d'amenée et de changement de tubes. Sans la présence de l'enveloppe, les rebords latéraux, en raison de la dureté du matériau céramique rayeraient les rails de guidage et provoqueraient une usure précoce.
Le mode d'assemblage de la plaque rapportée 4 sur la bride de fixation 8 ne fait intervenir aucune pièce d'ancrage. La bride de fixation 8 et la plaque rapportée 4 sont simplement enserrées dans un boîtier métallique de protection 11.
Le collet 9 présente de préférence une forme conique. Comme illustré dans les figures 1 et 6, le collet 9 affleure les rebords avant et arrière de la face supérieure diamétralement opposés par rapport à la direction de déplacement du tube de coulée, lors du changement de tube.
Les rebords latéraux de la plaque rapportée ne sont pas affectés par ces surépaisseurs et peuvent prendre appui sur le dispositif d'amenée et de changement de tube, en particulier sur des railsguides disposés au voisinage d'un tube de coulée et
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destinés à amener un tube depuis une position verticale d'attente à côté d'un tube en position de coulée, vers ladite position de coulée.