EP0547940B1 - Garnissage pour récipient tel que fond de poches de coulée - Google Patents
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- EP0547940B1 EP0547940B1 EP92403291A EP92403291A EP0547940B1 EP 0547940 B1 EP0547940 B1 EP 0547940B1 EP 92403291 A EP92403291 A EP 92403291A EP 92403291 A EP92403291 A EP 92403291A EP 0547940 B1 EP0547940 B1 EP 0547940B1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/02—Linings
Definitions
- the present invention relates to making the bottom of a container such as in particular a ladle containing molten metal from a material based on aluminous refractory concrete.
- such a pocket is known and is used to transfer the contents of converters and ovens to the molds or molds in order to ensure solidification of the molten metal under good conditions.
- the tap hole may not be located in the center of the spherical surface, there is a need to tilt the ladle around its pins, the slag formed on the surface is entrained by a phenomenon of siphoning with the molten metal.
- Patent FR-A-2 095 982 is also known, which discloses a refractory lining for the bottom of a metallurgical container, this refractory lining being obtained by assembling a plurality of bricks which simply allow the flow of the molten metal towards the taphole, without however allowing it to be set in motion in a propeller pitch with a view to mixing the molten mixture.
- the present invention aims to avoid deterioration of the refractory lining by setting the molten metal in motion during casting, without any tilting of the pocket, by the particular conformation of the pocket bottom.
- This chosen form also creates a natural mixing of the molten mass and allows in situ refining of the steel or of the liquid iron.
- the invention therefore relates to a lining of aluminous refractory concrete for the bottom of a container, such as a ladle containing molten metal, characterized in that this bottom is curved and develops in the form of a helix and is produced either '' a single piece, by molding in the case of ladles of reduced section, or in other cases, by an assembly of a plurality of independent parts also obtained by molding which fit together and who are blocked in position by a piece of polygonal contour and cross section of trapezoidal shape forming keystone; cavities are arranged in the bottom of the hollow part in order to receive seat bricks for the tap hole and / or the porous plug used for refining; the annular peripheral belt of the bottom of the ladle is made from parts similar to the previous ones but having an external shoulder which defines a bearing surface with the vertical wall of the ladle, said bearing surface conforms to a negative ⁇ angle undercut relative to the bottom of said pocket.
- the curved and helical shape of the bottom of the pocket improves the natural stirring of the molten mass and allows a possible refining of the steel or the liquid cast iron, orifices 12-13 are also provided at the low point of the cavity and in the refractory stones at the bottom for the installation of safety bricks and seats for the tap hole and / or for the porous plug.
- the arrangement and the shape of all said parts are determined so as to obtain a curved surface and having a very large helical pitch.
- the side faces of the bricks are joined by a concrete 16 whose physical properties are close to those of the refractory material used for the production of said independent parts.
- the invention provides a novelty in the rapid assembly of the refractory lining and it creates a self-locking system the various elements of which are removable and easy to handle, for example by means of a suction cup system, thanks to the flat surfaces of the system elements.
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Description
- La présente invention est relative à la réalisation du revêtement du fond d'un récipient tel que notamment une poche de coulée contenant du métal en fusion à partir d'un matériau à base de béton réfractaire alumineux.
- Dans le domaine de la métallurgie, une telle poche est connue et sert à transvaser le contenu des convertisseurs et des fours vers les lingotières ou les moules afin d'assurer la solidification du métal en fusion dans de bonnes conditions.
- Le fond de ces poches, s'il est plat, incliné, a pour principal inconvénient de se soulever par l'effet de la dilatation thermique des matériaux réfractaires, le phénomène est d'autant plus accentué qu'on utilise des matériaux basiques dont le coefficient de dilatation volumique est supérieur à celui des matériaux acides. Cette détérioration du fond entraîne généralement la chute du revêtement réfractaire lors de la coulée du métal en fusion et par voie de conséquence la destruction de la poche de coulée.
- Il existe (cf. brevet américain N° 3 333 746) une poche de coulée munie d'un fond revêtu par un assemblage de pièces réfractaires et conformant une surface concave qui facilite, par le sens de la pente, l'écoulement du métal en fusion vers le trou de coulée.
- Le trou de coulée peut ne pas être situé au centre de la surface sphérique, il y a nécessité de basculer la poche de coulée autour de ses tourillons, le laitier formé en surface est entraîné par un phénomène de siphonnage avec le métal en fusion.
- On connaît également le brevet FR-A-2 095 982 qui divulgue un revêtement réfractaire pour le fond d'un conteneur métallurgique, ce revêtement réfractaire étant obtenu par l'assemblage d'une pluralité de briques permettant simplement d'assurer l'écoulement du métal en fusion vers le trou de coulée, sans permettre cependant une mise en mouvement selon un pas d'hélice en vue d'un brassage du mélange en fusion.
- La présente invention a pour but d'éviter la détérioration du revêtement réfractaire par une mise en mouvement du métal en fusion lors de la coulée, sans basculement éventuel de la poche, par la conformation particulière du fond de poche. Cette forme choisie crée aussi un brassage naturel de la masse en fusion et autorise un affinage in situ de l'acier ou de la fonte liquide.
- L'invention a donc pour objet un garnissage de béton réfractaire alumineux pour fond de récipient, tel que poche de coulée contenant du métal en fusion, caractérisé en ce que ce fond est incurvé et se développe en forme d'hélice et est réalisé soit d'une seule pièce, par moulage dans le cas de poches de coulée de section réduite, soit dans les autres cas, par un assemblage d'une pluralité de pièces indépendantes obtenues elles aussi par moulage qui s'emboîtent les unes à côté des autres et qui sont bloquées en position par une pièce de contour polygonal et de section droite de forme trapézoïdale formant clé de voûte ; des cavités sont aménagées dans le fond de la partie creuse afin de recevoir des briques de siège pour le trou de coulée et/ou le bouchon poreux servant à l'affinage ; la ceinture annulaire périphérique du fond de la poche est réalisée à partir de pièces similaires aux précédentes mais possédant un épaulement extérieur qui définit une surface d'appui avec la paroi verticale de la poche de coulée, ladite surface d'appui conforme un angle β négatif de dépouille par rapport au fond de ladite poche.
- D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les Figures :
- La Figure 1 est une vue en élévation plane du garnissage composant le fond d'une poche de coulée ;
- La Figure 2 est une vue en coupe suivant A-A d'une poche de coulée présentant un fond se développant en hélice.
- Selon un mode préféré de réalisation du garnissage réfractaire du fond d'une poche de coulée contenant du métal en fusion, on élabore par coulage d'un béton réfractaire alumineux à haute teneur en alumine, une pièce 1 obtenue :
- soit directement (non représentée sur les figures) et de forme incurvée, si la section de la poche est de taille raisonnable, munie d'un pas hélicoïdal de manière à faciliter l'écoulement et la mise en mouvement du métal en fusion vers le trou de coulée 12-13,
- soit dans les autres cas (cf. figures 1 et 2), cette pièce 1 comporte une pluralité de pièces 2 obtenues par moulage d'un même béton réfractaire devant être assemblées par la suite afin de construire une même surface incurvée et hélicoïdale.
- Le fond de poche comporte :
- une pièce centrale 3 de contour polygonal et de section droite de forme trapézoïdale servant de clé de voûte à l'édifice, les faces 8, 9, 10, 11 du trapèze en contact avec les briques 6, 7 voisines forment un angle α de l'ordre d'une dizaine de degrés avec la verticale,
- une pièce 1 réalisée directement ou indirectement à partir des pièces périphériques 2-2' de contour simplement trapézoïdal bloquant en position la pièce centrale par 6 et 7 et elle-même bloquée par les briques de la paroi 15. La surface périphérique en appui avec les briques de paroi et formant un épaulement est orientée et réalise un angle β dit de dépouille avec le fond de la poche, ledit angle β est supérieur à l'angle plat entre 183 et 187 degrés.
- La forme incurvée et hélicoïdale du fond de la poche améliore le brassage naturel de la masse en fusion et permet un affinage éventuel de l'acier ou de la fonte liquide, on prévoit également des orifices 12-13 pratiqués au point bas de la cavité et dans les pierres réfractaires du fond pour la mise en place de briques de sécurité et de sièges pour le trou de coulée et/ou pour le bouchon poreux.
- La disposition et la forme de toutes lesdites pièces sont déterminées de manière à obtenir une surface incurvée et possédant un pas d'hélice très important.
- Les faces latérales des briques sont jointoyées par un béton 16 dont les propriétés physiques sont proches de celles du matériau réfractaire utilisé pour la réalisation desdites pièces indépendantes.
- La lecture de la description qui précède montre que l'invention apporte une nouveauté dans le montage rapide du garnissage réfractaire et elle crée un système autobloquant dont les différents éléments sont amovibles et de manutention aisée, par exemple au moyen d'un système à ventouses, grâce aux surfaces planes des éléments du système.
- Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés ci-dessus mais qu'elle en englobe toutes les variantes.
Claims (5)
- Garnissage de béton réfractaire alumineux pour fond de récipient, tel que poche de coulée contenant du métal en fusion, caractérisé en ce que ce fond est incurvé et se développe en forme d'hélice et est réalisé soit d'une seule pièce (1), par moulage dans le cas de poches de coulée de section réduite, soit dans les autres cas, par un assemblage d'une pluralité de pièces (2 - 2') indépendantes obtenues elles aussi par moulage qui s'emboîtent les unes à côté des autres et qui sont bloquées en position par une pièce (3) de contour polygonal et de section droite de forme trapézoïdale formant clé de voûte ; des cavités (12, 13) sont aménagées dans le fond de la partie creuse afin de recevoir des briques de siège pour le trou de coulée et/ou le bouchon poreux servant à l'affinage ; la ceinture annulaire périphérique du fond de la poche est réalisée à partir de pièces similaires aux précédentes mais possédant un épaulement (4) extérieur qui définit une surface d'appui avec la paroi verticale (15) de la poche de coulée, ladite surface d'appui conforme un angle β négatif, entre 183 et 187 degrés, de dépouille par rapport au fond de ladite poche.
- Garnissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce (3) formant clé de voûte est de contour polygonal et de section droite trapézoïdale, telle que l'angle α au sommet dudit trapèze est de l'ordre de 10 degrés.
- Garnissage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau de construction de la pièce (1) ou des pièces indépendantes (2 - 2') est un béton réfractaire alumineux à haute teneur en alumine, c'est-à-dire supérieure à 62 %.
- Garnissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la disposition et la forme incurvée se développe en hélice et il trouve sa cohésion lors de l'assemblage final grâce aux angles α, β, respectivement sur les faces latérales (14 , 15) des briques centrales (2) et sur les épaulements (4) des briques périphériques pour mieux résister au soulèvement dû à la dilatation thermique et à la pression ferrostatique.
- Garnissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les faces latérales de l'assemblage sont jointoyées par un béton (16) réfractaire dont les propriétés physiques sont proches de celles du matériau réfractaire utilisé pour la réalisation dudit assemblage.
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