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" Ensembles de busette et de tampon pour des poches de coulée d 1uunoil1e " '
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La présenta invention concerne des ensembles de bu- S0tt; ,-7t :'il1'\1I'On utilisés dans la coulée d'acier liquide ou d'un autre mjtal liquide dans les poches de coulée à quenouil- le. Lorsqu'on effectue la coulée, le.métal s'écoule à travers une 01' p.1.USi..)1U':S busettes fixées dans le fond de la poche de COH1'3 ,'t'. chaque busette est normalement obturée par un tampon :rÔÙ' c :;,', (. L<; coulée est amorcée en élevant le tampon de som sw ;.; :1::' la busette.
1:.. ;. 10,t3 les procédés de coulée, il est souhaitable q J': ",1 \., 1",- L.. coulée soit constant ou réglable. Le d4.
'u:r,t, <1>< ';'il' ,::o "'1't'...: l'on obtient actuellement dépend norma.l>..'ment ;7,rtr ...."sea du trou que possède la busette et de la partie de t ..:.:,:-" "'.: .'I.J'7,. J.J, qui se trouve dans le réceptacle au-dessus ' ;1.: t ...çue:.,e partie, en termes.de fonderie d'as \':J'(,,'j c ., . - ;..l',i±<, La tête ferro-statique. Pondant le proceb- I1U':, <1.,' <i i:' "<;.: , ';,,") trou que possède la busette tend normEÜJ- ;110\,', " '" ., .. pur suite de l'érosion physique et de l'at- t!'..,-' 5 ç=... ''.'; a ..3 : J 0.> constituants du métal, particulière- '\'".-. ',,,::', ,'\..ll1,.,C est constitué par de l'acier, et en ¯.: e l.1,;.,h do coulée, la tête ferro-sLatique diminue, .-.. un ):-'H(ld nombre de modales d'ensembles ùo t'i.l;;;8t \,' :..,' .n que l'on utilise couramment.
A peu près ;C'U;:.: C(;.S c ar. i ß o:'t certeiraes caractéristiques communes; la busette esi ier;t,ltus essentiellement d'un corps réfrac- taire pcssudant un trc.. ylindrique qui s'élargit jusqu'à un
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orifice évasé en forme de trompette, à l'extrémité supérieure du trou, et le siège du tampon est hémisphérique, A l'aide,' de cet agencement, l'écoulement de métal liquide commencera immédiatement âpres que le tampon soit élevé de son siège, et l'écoulement de métal sera stoppé lorsque le tampon est abais- sé sur son siège; les surfaces d'assemblage travailleront de façon satisfaisante, même s' il y a eu une usure considérable de la busette par'le métal de coulée.
Tous cesensembles existants de busette- et de tampon fonctionnent sur le prin- cipe ouverture et fermeture, c'est-à-dire suivant le princine du tout ou rien.
Un tampon ayant un siège hémisphérique ne convient pas pour régler le débit de l'écoulement de méta car un petit mouvement du tampon produit un grand changement dans l'espace compris entre le tampon et la busette. Certains essais ont été effectués dans le passée pour créer une busette de telle sorte que la baisse dans la tête ferro-statique soit compensée par l'usure sur la busette et de façon qu'un débit de coulée constant soit obtenu. Ces essais ne se sont pas du tout sou @ montrés satisfaisante car ils / lèvent d'autres difficultés, en ce sens que des caractéristiques de busette différentes sont nécessaires pour chaque type d'acier et pour chaque tempéra- ture de coulée.
Dans le but d'empêcher l'écoulement liquide de so désintégrer en quittant la busette, on a également proposée dans le brevet britannique n 917.565,de faire pénétrer le .tampon dans la busette, le trou de la busette se resserrant de haut en bas et le tampon s'amincissant de façon à avoir un angle de conicité plus petit que celui de la partie resserrée du trou.
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Dans cette invention, le tampon pénètre dans la bu- sette, mais le tampon et le trou de la busette s'amincissent , tous deux vers le bas de façon 4 former, lorsqu'on soulève le tampon de la busette, un espace annulaire qui augmente en coupe transversale, lorsque le tampon est élevé. Du fait que l'espace annulaire varie donc en coupe transversale, lorsque le tampon est élevé, il est possible de contrôler l'écoule- ment de métal liquide en levant le tampon.
Le tampon et le trou de la busette sont en contact l'un avec l'autre sur une petite surface au sommet du trou ou à proximité du sommet du .trou, dans une position fermée, les surfaces du tampon'et du trou de la busette divergent vers le bas immédiatement au-des- : , , sous de la surface de 'contact dans la position fermée, et la surface de la busette s'évase vers l'extérieur à l'opposé du tampon, immédiatement au-dessus de cette zone ou surface.
Le ;fait que le tampon et le trou de.la busette divergent vers le bas, à partir de la surface de contact.) est extrêmement impor- tant en pratique, car il s'est révélé que, si la conicité du tampon est inférieure à celle du trou de la busette, le métal est ,retenu dans le trou de la busette autour du tampon, lors- que la coulée est arrêtée, et tend à y adhérer si bien que le tampon ne peut être levé plus longtemps. Il est important qu'aucune partie de métal ne soit donc emprisonnée,'mais plu- tôt que tout le métal)qui est passé à travers la zone de con- tact, soit libre de s'écouler vers le bas.
En outre, si la surface ou zone'de contact est grande,'comme 'cela serait le cas si un tampon'profond et le trou de la busôtte étaient tronconiques, avec le même angle de conicité, une pellicule '.de métal tend à être emprisonnée entre le tampon et la busette et tend, de façon similaire, à y adhérer. La profondeur de la
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surface de contact est, par conséquent, petite relativement à la longeur totale du tampon. Si les profils du tampon et do @ du tron de la busette sont incurvés au dessus/la zone de contact, cette zone, théoriquement, ne constituera pas plus d'une ligne.
De préférence, cependant, la tampon- et le trou de la busette sont tronconiques avec le même angle de conicité @ dessus do inclus au/la zone de contact, et immédiatement au-dessous de cette zone de contact,le tampon et le trou da la busette sont tous deux également tronconiques, mais l'angle de conicité inclus du trou. est inférieur à celui du tampon.
Bien qu'une partie de métal quelconque, au-dessus de la zone de contact-, lorsque le tampon est déplacé dans sa position fermée, suit en contact avec la masse entière de métal fondu laissé dans la poche de coulée, il est encore important de ne permettra aucun espace étroit dans lequel le métal pourrait rapidement se refroidir, au-dessus de la zone de contact, et, en conséquence, cett.. zone est située au sommet du trou de la busette ou à proximité de ce sommet et immédiatement au-dessus d'elle, la surface de la busette s'évase vers l'extérieur à l'opposé du tampon.
Si l'écoulement doit être réglé de façon précise par le tampon, il est essentiel que le trou de la busette soit réalisé suivant des dimensions précises et ne s'use pas ou ne se recouvre pas d'acier solide, lorsque la coulée.a lieu. les matières réfractaires dont les busettes et les tampons sont constitués, varient de façon considérable. Cer- taines matières sont érodées rapidement par l'acier liquide, tandis que d'autres tendent à se recouvrir d'acier solide,
Les busettes et ¯les tampons sont normalement soumis à une cuisson et, au cours de la cuisson, se contractent habituel-
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lement et peuvent se déformer. C'est pourquoi il est diffi- cile de les fabriquer suivant des dimensions précises, par exemple, avec une précision supérieure à + 2 %.
Bien que l'on ait toujours supposa qu'une busette doit être soumise 4 une cuisson avant utilisation, on a co@@ . taté, non sans surprise, que les busettes peuvent être constitu- des de matières réfractaires qui n'ont pas été soumises à un cuisson et qu'elles gardent leur forme. Ces busettes non @u- mises à une cuisson peuvent être fabriquées suivant des di- mensions précises. De préférence, par conséquent, la busette de l'ensemble est constituée d'une matière réfractaire à l'état vert séché mais non cuit, et ensuite, la busette peut être fabriquée suivant les dimensions précises désirées.
Il y a encore cet avantage que les busettes non cuites reviennent meilleur marché que les busettes cuites constituées des mêmes matières réfractaires, non seulement parce qu'il n'y a pas de phase de cuisson} mais encore parce que le procédé de cuisson entraine toujours un certain déchet produit par suite, par exemple, de contraction, de fendillement et de distor sion, jusqu'à un degré qui n'est pas acceptable.
La matière dont une busette verte séchée mais non cuite est constituée doit avoir une vitesse d'usure peu éle- véé, car, autrement, les dimensions précises initiales seront perdues,lorsque la coulée continue. On a constaté qu'un cer- tain nombre de matières sont appropriées dans ce but, parmi celles-cilles compositions d'alumino silicate contenant 60 % ou plus d'alumine, de magnésie fondue ou agglomérée (communément appelée "magnésite calcinée à more), de chrome.
magnésite, de magnésite-chrome, d'oxyde de zirconium (ZrO2) stabilisé et fondu, du zircon (silicate de zirconium), du car-
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bure de silicium et des compositions graphitées à base d'ar- gile contenant plus de 25 % d'alumine. De toutes ces composi- %ions, on préfère utiliser la magnésite calcinée à mort, car elle présente peu ou pas d'usure par l'acier liquide et parce qu'elle est relativement bon marché.
La magnésite utilisée doit avoir une qualité élevée; elle doit contenir au moins 85 % de MgO avec une analyse chimique de l'ordre de celle qui suit:
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<tb> . <SEP> MgO <SEP> 85,0 <SEP> à <SEP> 98,0 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> SiO2 <SEP> 0,5 <SEP> à <SEP> 3,0 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Al2O3 <SEP> 0,2 <SEP> à <SEP> 2,0 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Fe2O3 <SEP> 0,2 <SEP> à <SEP> 7,0 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> CaO <SEP> 0,5 <SEP> à <SEP> 3,0 <SEP> %
<tb>
Une magnésite particulièrement appropriée contient
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il, % de MgO, 6, 5 , de Fe203' 1,4 % de Ca0, 0,9 % de S10 et 0,5 % de Al2O3.
On peut recouvrir ces busette constituées de magnésite préférée d'un revêtement d'argile carbonée pour @ aider @ empêcher le recouvrement par de l'acier solide, tel qu'il en a été question ci-dessus.
La production de briques de magnésite non cuites, tellesqu'on en utilise pour les busettes suivant la présente invention est bien connue dans la technique. De la magnésite de qualité élevée est broyée et tamisée et ensaite mélangée à une petite proportion d'une matière liante acide, par exemple, de l'acide chlorhydrique, de l'acide sulfurique ou de la les- sive sulfitique. La matière mélangée est ensuite façonnée ou formée sous pression et séchée, par exemple, à 150 C, former un produit cohérent et autonome et c'est ensuite $ou$ cette forme que les busettes sont, de préférence, utilisées dans la présente invention.
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Les tampons peuvent également être utilisés à l'é- tat non cuit, mais il est préférable qu'ils soient soumis à une cuisson de la manière habituelle. Il s'est révélé quun tampon non cuit tend à se briser s'il est baissé violemment sur la busette. Le tampon est, de préférence, constitué d' , d'une ,argile/alumine silicate carbonée cuite qui s'use uni- fermentent et lentement, car ensuite le profil du tampon est maintes essentiellement, en dépit de l'usure, le tampon pé- nétrant simplement plus profondément dans la busette, lors- que l'usure apparaît.
Un ensemble de busette et tampon suivant la présente invention sera maintenant décrit.en se référant aux dessins ci-annexés/ dans lesquels : - la figure 1 montre un ensemble suivant l'invention; - la figure 2 illustre schématiquement le mécanisme d'élévation du tampon.
Dans l'ensemble montré à la figure 1, la busette est désignée par la notation de référence 1 et est constituée d'une matière réfractaire verte séchée mais non cuite. Elle possède un trou 2 qui a une partie courte tronconique 3 avec un angle de conicité de 60 , cette partie 3 se transformant en une partie tronconique 4 avec un angle de conicitée 47,5 , la partie 4 se transformant à son tour en-une autre partie tronconique 5 qui constitue la longueur principale du trou.
Le tampon est désigné par la notation de référence
6; il possède une partie supérieure tronconique 7 et une par- tie inférieure tronconique 8, dont l'angle de conicité est de 60 .
Dans la position fermée, la partie 8 est en contact avec la partie 3. Lorsque le tampon est levé, comme montré à
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la figure 1, un espace annulaire 9 est laissé entre les parties 8 et 3 et la largeur de cet espace annulaire déterminera
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quantité de métal qui peut s'écouler à travers la busette sous une ':':":0 ferre-statique donnée quelconque.
-Or. peu!- voir que, immédiatement au-dessous de 'la zone ,le ;;)rn:.a.. lp tampon et la busette sont tous deux tronconiques, mais r.-aHl, de conicité 1e la partie 4 du trou, à savoir 4'l5Q çp est inférieur à 1*angle de conicité (60 ) de la par- tie <,fl,>; tampon sit-:.tû au-dessous de la zone de contact.
L;i-=àzsaus 'Je la partie 3, le trou de la busette alpe- '/ùje vers lext''ieur suivant une courbe,comme montré par la :il(.!è:.atlon de :réi'ÊÍ1'CJ:'.':' 10, Donc, il n'y a pratiquement aucun petit espEae-..au-t.'.'*sëU3 de la zone de contacta dans lequel le métal piiar nita.xùioe iendùnce à adhérer. Au lieu de placer la zone de 'Z07Itac"', r:cßmité du xouitt du trou de la busette mais pas au 80,I;;liÚ't de ce trou, elle peut se trouver juste au sommet, la of-rface ...; la ka:t #. ; son extrémité supérieurej s'évasant ',f':::;:;' l0xtéri(rJr à angle droit vis-à-vis de l'axe ';'JJn.ale Montré par :"" p., ,n%il14x n 11.
La pi;8i? r0conique 8 du tampon s'étend sur la plu." ><ianùi g>arotiei maiL pas sur l'entièreté de la longueur du tainpuri qui pénètre dans le trou de la busette. Cette partie de la surface du tampon se fond en une surface concave 12 qui se termine suivant une tête 13 qui est circulaire en cou- pie transversale. On considère que cette caractéristique re- présente un avantage considérable pour réduire la turbulence.
Cette turbulence se produit lorsque la partie inférieure du tampon est vraiment conique, tandis que, en conformant celui- ci comme montré, l'écoulement de métal liquide qui le quitte a un noyau creux et passe en avant dans le trou 2 de la bu- sette, sensiblement sans turbulence.
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Il est de pratique courante :le rel@ er un tampon à un mécanisme par lequel ce tampon peut être soulevé. Un tel' mécanisme est schématiquement montré à la figure 2, où la po- che de coulée est désignée par la notation de référence 14.
Le sommet du tampon possède un évidement taraudé 15, monté à la figure pour recevoir une tige de levage 16 qui peut êtr levée par l'intermédiaire d'une barre horizontale 17 et d'@@@ tige verticale 18, la tige 18 passant à travers des guid,-, 19 et 20. Un levier 21 est monté à pivotement en 22 dans un sup- port 23 fixé au guide 20, et est fourché de façon à coopérer avec une broche transversale 24 qui s'étend en travers de l'extrémité inférieure de l'arbre 18. En faisant basculer le levier 21, la tige peut être levée de façon à soulever le tampon.
Tout cela est dassique. A présenta dans l'invention, il est hautement souhaitable que le mouvement du tampon soit restreinte de façon que sa tête 13 puisse venir à l'extérieur du trou de la busette. Ce résultat est facilement obtenu en prévoyant des moyens pour limiter le mouvement du mécanisme, de ''.elle sorte que le tampon ne puisse jamais être soulevé @omplètement en dehors du trou. Comme montré, le mouvement @@ ulant du levier 21 est limité par le guide 20.qu'il heurte aa sromede son mouvement de bascule.
Le contrôle ou le réglage de la vitesse de coulée ou débit est souhaitable pour tous les procédés de coulée et les ensembles conformément à la présente'invention peuvent être utilisés pour une coulée classique à l'air ou dans des procé- dés de dégazage sous vide, dans lesquels le réglage est le plus important. Le débit de coulée peut changer constamment ou par intervalle, et il est simple de calibrer les positions du tampon vis-à-vis de la busette, en se servant de la vitesse
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d'écoulement du métal liduide.
Un avantage du contrôle précis de la vitesse de coulée réside dans le fait que, si la tempé-' rature d'écoulement de l'acier s'écarte de la température standard, de petites variations peuvent être compensées par des changements dans la vitesse de coulée. Un autre avantage réside dans le fait que le nombre de busettes différentes qui doit être conservé en stock pour pouvoir soutirer le métal avec différentes vitesses est réduit, car une taille de busette peut être utilisée pour n'importe laquelle des diverses vites- ses par une mise en place appropriée de la busette.
REVENDICATIONS
1.- Ensemble à busette et tampon, à utiliser dans la coulée d'acier liquide ou d'un autre métal liquide* d'une poche de coulée à quenouille, caractérisé en ce que le tampon pénè- tre à l'intérieur de la busette et en ce que la tampon et le trou de la busette s'amincissent tous deux vers le bas de façon à former, lorsqu'on, soulève le tampon de-la busette, un espace annulaire qui augmente er coupe transversale/lorsque le tampon est levé, si bien qu l'écoulement de métal peut être contrôlé, le tampon et le trou de la busette viennent en contact l'un avec l'autre sur une petite surface sur le sommet du trou, ou à proximité de ce sommet, dans une position fermée,
les surfa- ces du tampon et du trou de la busette divergent vers le bas immédiatement au-dessous de la zone de contact dans la posi- tion fermée et la surface de la busette s'évase vers l'exté- rieur à l'opposé du tampon immédiatement au-dessus de cette zone, de façon à éviter que ledit métal soit emprisonné entre la busette et le tampon lorsque le tampon est déplacé jusqu'à sa position ferméee, pendant la coulée ou soutirage.
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2.-'Ensemble suivant la revendication 1, caractérise en ce que la busette est constituée d'une matière réfractairè à l'état vert séché mais non cuit.,,, 3.- Ensemble suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la busette est constituée de magnésite calcinée à mort contenant au moins 85 % d'oxyde de magnésium..
4.- Ensemble suivant la revendication 2 ou 3, carac- térisé @n ce que le tampon est constitué d'une matière réfrac- taire soumise une cuisson.
5.- Ensemble suivant l'une ou l'autre des précéden- tes revendications, caractérisé en ce que le tampon et le trou de la busette sont tronconiqueb, avec le même angle de conicité au-dessus de la zone de contacta et immédiatement au-dessous de cette zone, les deux éléments précités sont également tron- coniques,mais l'angle de conicité du trou est inférieur à ce- lui du tampon.
6. - Ensemble suivant l'une ou l'autre des précéden- tes revendications, caractérisé en ce que le tampon est tron- conique; sur la' plus grande partie de sa longueur qui pénètre @ à l'intérieur du trou de la busette, la surface tronconi- que se fondant en une surface concave qui se termine suivant une tête qui est circulaire en coupe transversale.
7.- Ensemble à busette et tampon, en substance, tel que décrit, en référence à la figure 1 des dessins ci-annexés,
8.- Mécanisme de levage du tampon combiné à un en- semble do busette et tampon suivant l'une ou l'autre des précé- dentes revendications, caractérisé en ce qu'il possède des mohens pour limiter le mouvement du mécanisme de telle sorte que le tampon ne puisse jamais être complètement c@levé à l'ex- térieur du trou de la busette.
@@@@
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"Nozzle and buffer assemblies for oil casting ladles" '
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The present invention relates to bush assemblies; , -7t: 'il1' \ 1I'We are used in the casting of liquid steel or other liquid metal in the cattail casting ladles. When pouring, the metal flows through a 01 'p.1.USi ..) 1U': S nozzles fixed in the bottom of the pocket of COH1'3, 't'. each nozzle is normally closed by a buffer: rÔÙ 'c:;,', (. L <; casting is initiated by raising the buffer from som sw;.;: 1 :: 'the nozzle.
1: ..;. 10, t3 casting processes, it is desirable that q J ': ", 1 \., 1", - L .. casting either constant or adjustable. The d4.
'u: r, t, <1> <'; 'il', :: o "'1't' ...: we currently get norma.l> .. 'ment; 7, rtr .. .. "sea of the hole in the nozzle and of the part of t ..:.:,: -" "'.: .'I.J'7 ,. JJ, which is in the receptacle above '; 1 .: t ... çue:., Th part, in terms of foundry as \': J '(,,' jc.,. -; ..l ', i ± <, The ferro-static head. Laying the proceb- I1U' :, <1., '<ii:' "<;.:, '; ,,") hole that the nozzle has tends normEÜJ-; 110 \, ', "'"., .. pure result of physical erosion and at- t! '.., -' 5 ç = ... ''. '; a ..3: J 0.> constituents of the metal, particular- '\' ".-. ',,, ::',, '\ .. ll1,., C consists of steel, and in ¯ .: e l.1,;., H do casting, the ferro-static head decreases, .- .. un): - 'H (ld number of modals of sets ùo t'i.l ;;; 8t \, ': ..,' .n commonly used.
Roughly; C'U;:.: C (;. S c ar. I ß o: 't certeiraes common features; the nozzle esi ier; t, ltus essentially of a refractory body cssuding a trc .. cylindrical which widens to a
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flared trumpet-shaped orifice at the upper end of the hole, and the pad seat is hemispherical, Using this arrangement, the flow of liquid metal will begin immediately after the pad is lifted from its seat , and the flow of metal will be stopped when the pad is lowered into its seat; the mating surfaces will work satisfactorily, even though there has been considerable wear to the nozzle by the casting metal.
All of these existing nozzle- and buffer assemblies operate on the open and close principle, that is, on the all-or-nothing principle.
A tampon having a hemispherical seat is not suitable for controlling the rate of meta flow because a small movement of the tampon produces a large change in the space between the tampon and the nozzle. Some attempts have been made in the past to create a nozzle such that the drop in the ferro-static head is compensated for by the wear on the nozzle and so that a constant flow rate is obtained. These tests have not been found to be satisfactory at all as they overcome other difficulties, in that different nozzle characteristics are required for each type of steel and for each casting temperature.
In order to prevent the liquid flow from disintegrating on leaving the nozzle, it has also been proposed in UK Patent No. 917,565 to cause the pad to penetrate the nozzle with the hole in the nozzle tightening up and down. and the pad tapering so as to have a taper angle smaller than that of the constricted portion of the hole.
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In this invention, the pad enters the nozzle, but the pad and the nozzle hole tapers, both downwardly, to form, when the pad is lifted from the nozzle, an annular space which. increases in cross section, when the buffer is raised. Since the annulus therefore varies in cross section, when the pad is raised, it is possible to control the flow of liquid metal by lifting the pad.
The pad and nozzle hole are in contact with each other over a small area at the top of the hole or near the top of the hole, in a closed position, the pad and nozzle hole surfaces. nozzle diverge downward immediately above:,, below the contact surface in the closed position, and the nozzle surface widens outward away from the pad, immediately above that area or surface.
The fact that the pad and nozzle hole diverge downward from the contact surface is extremely important in practice, as it has been found that if the taper of the pad is less to that of the nozzle hole, the metal is retained in the nozzle hole around the pad when pouring is stopped, and tends to adhere to it so that the pad cannot be lifted any longer. It is important that no part of the metal is therefore trapped, but rather all the metal which has passed through the contact area, is free to flow downward.
Also, if the area or 'contact area is large,' as' it would be if a deep pad and the bust hole were frustoconical, with the same taper angle, a film of metal tends to be trapped between the pad and the nozzle and similarly tends to adhere thereto. The depth of the
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contact area is, therefore, small relative to the total length of the pad. If the buffer and do @ profiles of the nozzle tron are curved above / the contact area, this area, theoretically, will not constitute more than one line.
Preferably, however, the plug and nozzle hole are frustoconical with the same taper angle @ above do included in the contact area, and immediately below that contact area, the plug and the hole in the nozzle. the nozzle are both also frustoconical, but the included taper angle of the hole. is less than that of the buffer.
Although any portion of metal, above the contact zone, when the pad is moved to its closed position, follows in contact with the entire mass of molten metal left in the ladle, it is still important will not allow any narrow space in which the metal could cool rapidly, above the contact area, and, therefore, this area is located at or near the top of the nozzle hole and immediately above it, the surface of the nozzle flares outward away from the pad.
If the flow is to be precisely regulated by the buffer, it is essential that the nozzle hole is made to precise dimensions and does not wear out or become covered with solid steel when pouring. location. the refractories of which the nozzles and the pads are made vary considerably. Some materials are quickly eroded by liquid steel, while others tend to cover with solid steel,
Nozzles and plugs are normally subjected to baking and, during baking, shrink as usual.
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and can be deformed. This is why it is difficult to manufacture them according to precise dimensions, for example, with a precision greater than + 2%.
Although it has always been assumed that a nozzle should be subjected to cooking before use, it has been suggested. It is surprisingly clear that the nozzles can be made of refractory materials which have not been subjected to firing and that they retain their shape. These no-bake nozzles can be manufactured to precise dimensions. Preferably, therefore, the nozzle of the assembly is made of a refractory material in a dried but uncooked green state, and then the nozzle can be fabricated to the precise dimensions desired.
There is also this advantage that the uncooked nozzles are cheaper than the cooked nozzles made of the same refractory materials, not only because there is no cooking phase} but also because the cooking process always involves some waste produced as a result of, for example, shrinking, cracking and distortion, to an extent which is not acceptable.
The material of which a dried but uncooked green nozzle is made must have a low wear rate, otherwise the original precise dimensions will be lost as casting continues. A number of materials have been found to be suitable for this purpose, among them aluminum silicate compositions containing 60% or more of alumina, molten or agglomerated magnesia (commonly referred to as "more calcined magnesite). , chrome.
magnesite, magnesite-chromium, stabilized and molten zirconium oxide (ZrO2), zircon (zirconium silicate), carbon
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silicon bide and graphite compositions based on clay containing more than 25% alumina. Of all these compositions, it is preferred to use dead-calcined magnesite because it exhibits little or no wear from liquid steel and because it is relatively inexpensive.
The magnesite used must be of high quality; it must contain at least 85% MgO with a chemical analysis of the order of the following:
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<tb>. <SEP> MgO <SEP> 85.0 <SEP> to <SEP> 98.0 <SEP>%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> SiO2 <SEP> 0.5 <SEP> to <SEP> 3.0 <SEP>%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Al2O3 <SEP> 0.2 <SEP> to <SEP> 2.0 <SEP>%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Fe2O3 <SEP> 0.2 <SEP> to <SEP> 7.0 <SEP>%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> CaO <SEP> 0.5 <SEP> to <SEP> 3.0 <SEP>%
<tb>
Particularly suitable magnesite contains
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11,% MgO, 6.5, Fe203 '1.4% Ca0, 0.9% S10 and 0.5% Al2O3.
These preferred magnesite nozzles can be coated with a carbonaceous clay coating to help prevent solid steel coating, as discussed above.
The production of unfired magnesite bricks, such as are used for nozzles according to the present invention, is well known in the art. High quality magnesite is crushed and sieved and sieved mixed with a small proportion of an acidic binder material, for example, hydrochloric acid, sulfuric acid or sulphitic acid. The mixed material is then shaped or formed under pressure and dried, eg, at 150 ° C., to form a cohesive and self-contained product and it is then or this form that the nozzles are preferably used in the present invention.
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The pads can also be used in the uncooked state, but it is preferable that they be subjected to cooking in the usual manner. It has been found that an unbaked tampon tends to break if it is dropped violently on the nozzle. The pad is preferably made of a fired carbonaceous silicate clay / alumina which wears evenly and slowly, since thereafter the profile of the pad is substantially, despite the wear, the pad. simply penetrating deeper into the nozzle when wear appears.
A nozzle and plug assembly according to the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings / in which: - Figure 1 shows an assembly according to the invention; - Figure 2 schematically illustrates the buffer elevation mechanism.
In the assembly shown in Figure 1, the nozzle is designated by the reference numeral 1 and is made of a dried but unfired green refractory material. It has a hole 2 which has a short frustoconical part 3 with a taper angle of 60, this part 3 transforming into a frustoconical part 4 with a taper angle 47.5, part 4 in turn transforming into a another frustoconical part 5 which constitutes the main length of the hole.
The buffer is designated by the reference notation
6; it has a frustoconical upper part 7 and a frustoconical lower part 8, the taper angle of which is 60.
In the closed position, part 8 is in contact with part 3. When the pad is lifted, as shown in
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Figure 1, an annular space 9 is left between parts 8 and 3 and the width of this annular space will determine
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amount of metal that can flow through the nozzle under any given ':': ": 0 static iron.
-Gold. little! - see that, immediately below the 'zone, the ;;) rn: .a .. lp buffer and nozzle are both frustoconical, but r.-aHl, of taper 1e part 4 of the hole, that is, 4'15Q çp is less than the taper angle (60) of the part <, fl,>; sit buffer -: tû below the contact area.
L; i- = àzsaus' I part 3, the hole of the nozzle alpe- '/ ùje towards the outside following a curve, as shown by the: il (.! È: .atlon de: réi'ÊÍ1' CJ: '.': '10, So there is hardly any small spEae - .. au-t.'. '* SëU3 of the contact area in which the metal piiar nita.xùioe iendùnce to adhere. instead of placing the zone of 'Z07Itac "', r: end of the xouitt of the nozzle hole but not at 80, I ;; liÚ't of this hole, it can be just at the top, the of-face .. .; the ka: t #.; its upper endj widening out ', f' :::;:; 'l0xteri (rJr at right angles to the axis';' JJn.ale Shown by: "" p.,, n% il14x n 11.
The pi; 8i? r0conic 8 of the pad extends over the most. "> <ianùi g> arotiei may not over the entire length of the tainpuri that enters the hole in the nozzle. This part of the pad surface merges into a surface concave 12 which terminates in a head 13. which is circular in transverse section This feature is considered to be of considerable advantage in reducing turbulence.
This turbulence occurs when the lower part of the pad is truly tapered, while, conforming the pad as shown, the flow of liquid metal leaving it has a hollow core and passes forward into hole 2 of the pad. sette, noticeably without turbulence.
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It is common practice: the rel @ er a tampon to a mechanism by which this tampon can be lifted. Such a mechanism is schematically shown in Figure 2, where the pouring bag is designated by the reference numeral 14.
The top of the buffer has a threaded recess 15, mounted in the figure to receive a lifting rod 16 which can be lifted through a horizontal bar 17 and a vertical rod 18, the rod 18 passing through. through guides, -, 19 and 20. A lever 21 is pivotally mounted at 22 in a support 23 fixed to the guide 20, and is forked so as to cooperate with a transverse pin 24 which extends across the guide. The lower end of the shaft 18. By tilting the lever 21, the rod can be lifted so as to lift the buffer.
All of this is basic. Now in the invention, it is highly desirable that the movement of the tampon be restricted so that its head 13 can come out of the hole in the nozzle. This is easily achieved by providing means to limit the movement of the mechanism, so that the tampon can never be lifted completely out of the hole. As shown, the movement of the lever 21 is limited by the guide 20. which it collides with its rocking movement.
Control or adjustment of the casting speed or flow rate is desirable for all casting processes and the assemblies according to the present invention can be used for conventional air casting or in vacuum degassing processes. , in which the setting is the most important. The flow rate can change constantly or in intervals, and it is simple to calibrate the positions of the pad vis-à-vis the nozzle, using the speed
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flow of the metal liduide.
An advantage of precise casting rate control is that, if the flow temperature of the steel deviates from the standard temperature, small variations can be compensated for by changes in the casting rate. casting. Another advantage is that the number of different nozzles which must be kept in stock in order to be able to withdraw metal at different speeds is reduced, as one nozzle size can be used for any of the various speeds by one. proper placement of the nozzle.
CLAIMS
1.- Nozzle and plug assembly, for use in the casting of liquid steel or other liquid metal * of a stopper rod casting ladle, characterized in that the plug penetrates inside the nozzle and in that both the pad and the nozzle hole tapering downwards so as to form, when the pad is lifted from the nozzle, an annular space which increases in cross section / when the pad is lifted, so that the metal flow can be controlled, the pad and nozzle hole contact each other over a small area on or near the top of the hole, in a closed position,
the surfaces of the pad and nozzle hole diverge downward immediately below the contact area in the closed position and the surface of the nozzle flares outwardly opposite pad immediately above this zone, so as to prevent said metal from being trapped between the nozzle and the pad when the pad is moved to its closed position, during pouring or drawing off.
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2 .- 'Assembly according to claim 1, characterized in that the nozzle is made of a refractory material in the dried green state but not fired. ,,, 3.- Assembly according to claim 2, characterized in that the Nozzle is made of dead calcined magnesite containing at least 85% magnesium oxide.
4. An assembly according to claim 2 or 3, characterized in that the pad consists of a refractory material subjected to baking.
5.- Assembly according to one or the other of the preceding claims, characterized in that the buffer and the hole of the nozzle are frustoconical, with the same angle of taper above the contact zone and immediately at the bottom. below this zone, the two aforementioned elements are also truncated, but the taper angle of the hole is less than that of the plug.
6. - Assembly according to one or the other of the preceding claims, characterized in that the buffer is truncated; over most of its length which penetrates inside the nozzle hole, the frustoconical surface merging into a concave surface which terminates in a head which is circular in cross section.
7.- Nozzle and plug assembly, in substance, as described, with reference to Figure 1 of the accompanying drawings,
8.- Buffer lifting mechanism combined with a nozzle and buffer assembly according to one or the other of the preceding claims, characterized in that it has mohens to limit the movement of the mechanism in such a way. that the buffer can never be fully lifted out of the nozzle hole.
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