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Structure de joint d'étanchéité pour un récipient métallurgique.
La présente invention concerne une structure de joint d'étanchéité pour un récipient métallurgique, particulièrement pour le montage d'un dispositif de busette sous le fond d'une poche de coulée de métal liquide.
La description qui va suivre portera plus spécialement sur un joint d'étanchéité formé entre le fond d'une poche de coulée et une busette d'atomisation de métal fondu. Cette description n'est cependant donnée qu'à titre de simple illustration de l'invention, car la structure de joint d'étanchéité proposée peut également s'appliquer dans d'autres circonstances, par exemple entre le fond d'une poche de coulée et une busette équipée d'un obturateur coulissant.
On connaît un procédé de fabrication de pièces métalliques par atomisation d'un jet de métal liquide et dépôt de particules semi-solides sur un support approprié. Ce procédé permet notamment de produire des pièces qui ont une structure fine et dense et qui présentent une grande résistance à l'usure.
Dans ce procédé, le métal liquide est contenu dans une poche de coulée dont le fond est pourvu d'une brique de coulée de grand diamètre, par exemple 25 mm. Sous la poche est placé un dispositif d'atomisation, essentiellement composé de plaques métalliques dans lesquelles est logée une busette, dite busette d'atomisation, dont le diamètre ne dépasse en général pas 10 mm.
Dans certains cas, la poche de coulée est simplement posée sur le dispositif d'atomisation, en alignant verticalement la brique de coulée et la busette d'atomisation. Le joint entre le fond de la poche et la plaque supérieure du dispositif d'atomisation est par exemple constitué d'une couche de matière réfractaire, posée à sec, ou d'une couche de ciment, de faible épaisseur.
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L'expérience a cependant montré qu'un tel joint ne permettait pas toujours de garantir une étanchéité satisfaisante entre la poche de coulée et le dispositif d'atomisation, et qu'il pouvait se produire des fuites de métal incontrôlées. Il en résulte un risque d'accident pour l'opérateur, et de dommage pour l'installation.
La présente invention a pour objet de proposer une structure améliorée de joint d'étanchéité pour un récipient métallurgique, qui assure une totale étanchéité entre le fond de ce récipient et un dispositif de busette placé immédiatement sous celui-ci.
Conformément à la présente invention, une structure de joint d'étanchéité pour un récipient métallurgique dont le fond comporte une brique de coulée, dans laquelle ledit joint d'étanchéité est disposé entre ladite brique de coulée et un dispositif de busette placé sous ledit récipient, est caractérisée en ce que ledit joint présente un profil convergent dans le sens d'écoulement du métal, et en ce qu'il est constitué par au moins une matière comportant un liant.
De façon connue en soi, la brique de coulée et la busette sous-jacente sont alignées suivant un axe vertical, qui constitue l'axe du jet de métal, ou axe de coulée, et le profil du joint d'étanchéité est symétrique par rapport à cet axe.
Suivant une forme de réalisation particulière, le joint d'étanchéité présente la forme générale d'une ligne brisée, avec au moins deux parties à profil rectiligne, longitudinalement espacées et reliées par au moins une partie intermédiaire inclinée par rapport à l'axe de coulée.
En principe, ladite partie inclinée pourrait avoir, autour dudit axe vertical, une forme quelconque. En pratique, cette partie inclinée aura cependant une forme régulière, et de préférence la forme d'un tronc de cône.
Concrètement, le joint d'étanchéité est délimité par un profilage adéquat de la face inférieure de la brique de coulée d'une part et de la face supérieure du dispositif de busette d'autre part.
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En particulier, la brique de coulée peut, dans sa partie inférieure, présenter un épaulement périphérique donnant naissance à une saillie centrale, par exemple tronconique, dont la section transversale diminue en direction du dispositif de busette. Simultanément, ce dernier présente, dans sa surface supérieure, un rebord périphérique correspondant audit épaulement et entourant une cavité centrale destinée à recevoir la saillie de la brique de coulée.
Dans les surfaces délimitant le joint, tant dans le dispositif de busette que dans la brique de coulée, il peut être prévu une ou plusieurs rainures destinées à améliorer l'accrochage de la matière constituant le joint d'étanchéité.
Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, la matière constituant le joint d'étanchéité est un ciment réfractaire, au moins dans une partie dudit joint, en particulier dans la partie supérieure et dans la partie intermédiaire de ce joint.
Dans la partie inférieure du joint, qui est délimitée par la surface d'extrémité de la saillie centrale de la brique de coulée d'une part et par le fond de la cavité correspondante du dispositif de busette d'autre part, t'étanchéité est avantageusement assurée par un joint dit"céramique sec".
Il s'agit d'une matière en feuille mince, constituée d'une poudre réfractaire mélangée à une résine organique, qui présente une certaine souplesse à la température ambiante. Cette matière épouse parfaitement la surface des pièces réfractaires formant la brique de coulée d'une part et la busette d'autre part. Ce joint"céramique sec"évite en outre un écoulement de ciment à l'intérieur de la busette, qui pourrait obturer celle-ci.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de busette est fixé au fond du récipient métallurgique, par exemple par vissage ou boulonnage, ce qui empêche tout mouvement relatif par rapport à la brique de coulée et accroît encore l'efficacité du présent joint d'étanchéité.
L'invention sera à présent décrite en détail en faisant référence aux des-
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sins annexés, qui illustrent des exemples de réalisation et dans lesquels la
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Fig. l montre un joint classique entre une poche de coulée et un ensemble de busette sous-jacent ; la Fig. 2 illustre une première forme de réalisation d'un joint d'étanchéité amélioré suivant la présente invention ; et la Fig. 3 présente une deuxième forme de réalisation d'un joint d'étanchéité amélioré suivant la présente invention.
Ces figures ne sont que des représentations schématiques en coupe axiale, sans échelle particulière, dans lesquelles on n'a reproduit que les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention. Des éléments identiques ou analogues sont toujours désignés par les mêmes repères numériques.
Dans toutes les figures, le dispositif représenté comprend une brique de coulée 1, logée dans le garnissage réfractaire 2 du fond d'une poche de coulée 3. Le canal de coulée de la brique 1 a par exemple un diamètre D de 25 mm. Sous la poche 3 se trouve un dispositif d'atomisation, composé d'une ou de plusieurs plaques 4 et d'une busette d'atomisation 5, avec un diamètre d compris par exemple entre 4 et 8 mm. De façon connue en soi, cette busette d'atomisation 5 a la forme d'un entonnoir et elle est placée dans un logement correspondant ménagé dans les plaques 4. La busette d'atomisation 5 se trouve en alignement axial vertical avec la brique de coulée 1. Enfin, la poche de coulée 1 peut être pressurisée, de façon à compenser la variation de la pression ferrostatique sur le jet de coulée pendant l'opération.
La Fig. 1 représente un montage usuel appartenant à la technique antérieure. La poche de coulée 3 est posée sur un ensemble de busette d'atomisation 5, destiné par exemple à la fabrication de poudre métallique. Le joint 6 est constitué par une mince couche de matière réfractaire, posée à sec, qui s'écrase sous le poids de la poche 3, mais l'étanchéité d'un tel joint n'est pas toujours assurée de façon satisfaisante.
Des variantes d'un joint à profil convergent, conforme à l'invention, sont illustrées dans les figures 2 et 3.
Dans la forme de réalisation de la Fig. 2, la brique de coulée 1 est cimentée dans un manchon réfractaire 7, lui-même logé dans le garnissage 2
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du fond de la poche 3. Dans sa partie inférieure, la brique de coulée 1 présente un épaulement périphérique 8, qui détermine une partie centrale tronconique 9, saillante vers le bas en direction de la busette d'atomisat on 5.
Pour recevoir cette partie tronconique 9, il est prévu, dans la plaque supérieure 4 du dispositif d'atomisation, un rebord périphérique 10, qui s'adapte entre la saillie centrale 9 et le manchon réfractaire 7.
Entre la brique de coulée 1 et la plaque supérieure 4, il se forme ainsi un joint convergent en ligne brisée 11, comprenant une partie périphérique supérieure et une partie centrale inférieure reliées par une partie intermédiaire inclinée.
Le joint Il est rempli de ciment réfractaire, dont l'adhérence à la plaque supérieure 4 peut être accrue en ménageant des rainures d'ancrage 12 dans le rebord périphérique 10.
Dans l'espace annulaire compris entre la brique de coulée 1 et la busette d'atomisation 5, il est prévu un joint céramique sec 13 ; il s'agit d'un joint en une matière souple, constituée de résine et de poudre céramique, qui s'applique parfaitement sur les surfaces en présence.
Pour empêcher tout mouvement relatif entre ces diverses pièces, les plaques 4 sont fixées au fond de la poche 3 au moyen de vis 14, symbolisées ici par leurs axes.
La variante de la Fig. 3 ne diffère pas fondamentalement de celle de la Fig. 2. Ici, la brique de coulée 1 est logée directement dans le garnissage réfractaire 2 du fond de la poche 3 et la partie inclinée du joint Il se situe dans le prolongement de la busette d'atomisation 5. De ce fait, la partie inférieure du joint, de préférence horizontale, est constituée uniquement par le joint céramique sec 13.
La structure de joint d'étanchéité proposée par l'invention présente divers avantages par rapport à un joint plat conventionnel.
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Grâce à l'emboîtement de la brique de coulée dans la plaque portant la busette de coulée, elle assure un alignement correct des canaux de coulée.
Le rebord périphérique formé sur cette plaque permet le centrage de l'ensemble dans le logement de la brique de coulée. Enfin, la fixation au moyen de boulons empêche tout mouvement relatif entre les divers éléments et évite les perturbations du jet de métal.
L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui ont été décrits et illustrés. Elle englobe également des modifications qu'un homme de métier pourrait y apporter, par exemple en réalisant un joint à plusieurs étages ou en donnant au joint un profil transversal sinueux, tout en conservant néanmoins son caractère convergent.