EP0621098B1 - Dispositif de coulée comportant une liaison sans ciment d'un conteneur métallurgique à un obturateur à tiroir et procédé de mise en oeuvre de ce dispositif - Google Patents

Dispositif de coulée comportant une liaison sans ciment d'un conteneur métallurgique à un obturateur à tiroir et procédé de mise en oeuvre de ce dispositif Download PDF

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EP0621098B1
EP0621098B1 EP93401008A EP93401008A EP0621098B1 EP 0621098 B1 EP0621098 B1 EP 0621098B1 EP 93401008 A EP93401008 A EP 93401008A EP 93401008 A EP93401008 A EP 93401008A EP 0621098 B1 EP0621098 B1 EP 0621098B1
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EP
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plate
fixed plate
discharge opening
fixed
joint surface
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EP0621098B2 (fr
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François Noel Richard
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Vesuvius France SA
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Vesuvius France SA
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    • B22D41/14—Closures
    • B22D41/22—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings
    • B22D41/24—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings characterised by a rectilinearly movable plate
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    • B22D41/22—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings
    • B22D41/40—Means for pressing the plates together

Definitions

  • the invention relates to a casting device comprising a metallurgical container provided with a pouring orifice, in particular a converter for the production of steel; a slide valve for said pouring orifice, this obturator comprising: at least one fixed refractory plate comprising an orifice placed opposite the orifice of casting; at least one movable refractory plate comprising at least one orifice; means of movement for move the movable plate relative to the fixed plate of so as to control the covering of the orifices of the fixed plate and movable plate; pressure means which allow the movable plate to be clamped against the plate fixed.
  • FR-A-2 436 923 a shutter with drawer fitted with a full cover plate or with a through hole for the metal.
  • This blanking plate is arranged between two plates, respectively a plate upper and a lower support plate on which is attached a pouring tube.
  • the top plate is a work plate.
  • the blanking plate rubs against its face lower with each movement of the drawer. This face is eroding so relatively quickly which forces you to change the upper plate each time the plate is changed shutter.
  • Such a device is provided for the replacement of refractories during casting, not between two castings. He cannot therefore allow access to the junction plate for verification and possibly change it.
  • a set of new refractories is introduced on one side of the pouring hole, while the set of used refractories is evacuated on the opposite side.
  • the introduction of refractory new must be done alternately on one side then on the other side the pouring hole, so the device requires three zones separate, namely an area for introducing new refractories, a casting zone, and a refractory evacuation zone Used. Its size is therefore at least equal to three lengths of plates.
  • the device does not describe any means for putting the refractories in place and remove them easily.
  • the subject of the present invention is a casting device and a method of implementing this device which resolve these problems.
  • the device has a guide surface substantially extending the junction surface of the orifice poured into the introduction / extraction zone, so as to ensure a pre-guiding of the fixed plate relative to the surface of junction of the pouring orifice to facilitate installation and / or removing at least the fixed plate by sliding on the junction surface.
  • junction surface of the pouring orifice and the joining surface of the fixed plate are planar.
  • the flatness of these two surfaces facilitates installation and / or removal of the fixed plate by sliding on the junction surface of the pouring orifice.
  • the junction surface of the pouring opening consists of a plate refractory. This plate is changed between two flows while the container is empty and the steel is not leaking not. It is therefore impossible for steel to enter between this junction plate and the fixed plate.
  • the guide surface should be exactly at the same level as the junction surface. But this is not mechanically achievable due to machining tolerances.
  • the level of the guide surface is therefore equal by default (i.e. within machining tolerances) at the the junction surface of the pouring orifice, a chamfer being provided to facilitate the positioning of the plate fixed on the junction surface of the pouring orifice.
  • the pressure means to clamp the surface junction of the fixed plate against the junction surface of the pouring opening are arranged so as to act during installation and / or removal by sliding at least the fixed plate to eliminate waste possibly stayed on this surface.
  • the means of movement to set up and / or remove the fixed plate by sliding on the surface of junction of the pouring opening are preferably the same as the means for moving the movable plate by compared to the fixed plate.
  • the device preferably comprises: a frame; a frame driving the fixed plate; a training environment movable plate; means for moving the frame drive plate, these means constituting the means of moving the movable plate mentioned previously; means to secure the frame for driving the fixed plate either with the frame or with the drive frame of the movable plate.
  • the means for securing the drive frame of the fixed plate either with the frame or with the drive frame of the movable plate are, in a preferred mode, constituted by a two-position lock mounted on the drive frame of the fixed plate, this lock immobilizing the drive frame of the fixed plate relative to the frame in a first position and relative to the drive frame of the movable plate in the second position, the means for moving the frame drive of the movable plate having a sufficient stroke to move the assembly of the two frames until releasing the fixed plate from the grip of the pressure means of the fixed plate against the junction surface of the pouring orifice.
  • the device comprises a fixed stop relative to the frame against which the fixed plate comes into abutment at the end of introduction, the lock comprising clearance recovery means for blocking said fixed plate against the stop via the frame d 'drive of the fixed plate so that the fixed plate and the drive frame of the fixed plate are immobilized together with respect to the frame.
  • the means of clamping the fixed plate against the surface junction of the pouring orifice are preferably the same as the pressure means for pressing the plate movable against the fixed plate.
  • the junction surface of the pouring opening can be consisting of a refractory plate surrounding the orifice of casting mounted on a metal support allowing to ensure rigid fixing of said refractory plate on the metallurgical container.
  • the metal support may have at least a portion of co-planar surface with the refractory plate of so as to enlarge the bearing surface of the fixed plate on the junction surface of the pouring orifice.
  • Plots in a material compatible with that of the plate refractory from the point of view of machining by means of the same tool can be rigidly fixed on the support metallic and machined co-planar with the plate refractory so as to enlarge the bearing surface of the fixed plate against the junction surface.
  • At least the fixed plate is brought in and / or removed laterally from the pouring hole and slipped under pressure means before the fixed plate does not begin to cover and / or discover the container orifice.
  • FIG. 1 shows an overview of the casting device.
  • the metallurgical container is designated by the general reference 1.
  • This container can be a dispatcher, or a pocket, or even, as in the example illustrated, a converter for the production of steel.
  • a drawer shutter, designated by the general reference 10 is fixed under the container. The steel in the converter is poured into a pocket 3.
  • FIG. 2 a schematic view in section of the device.
  • the steel wall 2 of the container is covered by a protective layer 4 of material refractory, for example bricks.
  • a tap hole 6 allows the metal to exit the converter.
  • the hole of this hole is delimited by an outer surface 8, flat in the example shown. This surface 8 constitutes a junction surface.
  • the drawer shutter 10 fixed under the container consists a frame 12 fixed to the outer wall 2 of the container metallurgical.
  • a frame 12 fixed to the outer wall 2 of the container metallurgical.
  • Each of the plates has one or more orifices for the passage of metal and is surrounded by a frame, 20 and 22 respectively. These two plates are enclosed in a case 24.
  • Pressure means shown schematically by the springs 26, allow to press the fixed plate 14 against the movable plate 16.
  • the drawer has two plates only, it could have more, for example three or more.
  • the housing 24 is in turn pressed by means of pressure 30 against the surface 8, which terminates the orifice of casting so that the back of the fixed plate, which has a junction surface 32 adapted to the surface 8 be applied sufficiently strongly to create a metal tightness.
  • the qualities of surfaces present are of course of sufficient quality to ensure this seal.
  • the junction surface must be sufficient great so that the leverage does not exert effort overhang. Since the means of pressure to clamp the fixed plate against each other and the moving plate are different from the pressure means to press the junction surface of the fixed plate against the junction surface of the pouring opening, it it is possible to vary the pressures per unit of surface independently of each other.
  • junction surface 8 is smaller than the fixed plate. That's why it is advantageous to provide means to facilitate the implementation place and / or remove at least the fixed plate by sliding on said plane junction surface.
  • These means are constituted by a guide surface 34. This surface is located on the side of the pouring orifice 6 through which the fixed plate must be inserted. It is located substantially in the plane of the junction surface.
  • the guide surface 34 may be slightly behind this plane, like shown in fig 2. A chamfer will then be provided on the fixed plate or on the junction surface to facilitate the establishment of the fixed plate by absorbing the difference in level.
  • FIGS. 3 and 4 Another embodiment of FIGS. 3 and 4 is shown. production of a casting device in accordance with the invention.
  • This device comprises a solid frame 12 fixed on an outer wall 2 of the metallurgical container. In a recess of the frame is mounted a junction plate 36 added and cemented on the end of the tap hole. The outer surface of this plate 36 constitutes the surface junction 8.
  • the fixed plate here consists of the refractory plate itself and an envelope 38.
  • the movable plate consists of the refractory plate itself, a support 40 and a collecting nozzle 42, separated or made in one piece with the plate refractory.
  • the pressure means 26 will be described more in detail with reference to fig 4. However, it should be noted that in this embodiment the clamping means of the fixed plate against the junction surface of the orifice casting are the same as the pressure means for press the fixed plate 14 against the movable plate 16. The the same means therefore fulfill two distinct functions.
  • the fixed plate is placed in the training frame of the fixed plate 20 and the movable plate in the frame for driving the movable plate 22.
  • the rod 44 of the jack 28 is retained in a housing of the drive frame of the movable plate 22.
  • the jack 28 makes it possible to move the movable plate on the fixed plate so as to control, known manner, the flow of metal out of the container metallurgical.
  • Fig 4 a sectional view of the mode of embodiment shown in fig 3, according to a section plane perpendicular.
  • This figure shows in particular the detail of the pressure devices designated as a whole by the general reference 26. They include a spring helical 46, one end of which is supported on the frame 12 and the other on a rocker arm 48. The rocker arm transmits the action of the spring, in the opposite direction, on the movable plate. The action exerted on the movable plate is retransmitted to the fixed plate, then to the junction plate 36.
  • a lock 50 with two positions.
  • This lock is mounted rotatably on the frame 20 for driving the plate fixed. In a first position, shown in fig 3, it enters a housing 51 of the frame 12. In its other position it enters a housing 53 provided in the frame of the movable plate 22. In the first position it immobilizes the drive frame of the plate fixed relative to the frame and, in its second position, by relative to the drive frame of the movable plate.
  • the cylinder 28 has sufficient travel to move the whole of the two frames enough to release the fixed plate of the grip of the pressure means of the fixed plate against the junction surface of the orifice casting.
  • the two-position lock 50 the same means, know the jack 28, successively performs two functions distinct.
  • it allows to move the movable plate (first position of lock 50).
  • it is used to extract the part to change and the establishment of a new fixed plate.
  • the lock is placed in its second position. The action of the jack then makes it possible to move one single block fixed plate and movable plate, secured between them by the latch 50.
  • a fixed stop 52 is provided on the frame 12.
  • the fixed plate 14 abuts against this stop 52 at the end of its introduction.
  • the latch 50 has a surface 54 constituting means for taking up play to block the fixed plate against the stop 52 via the frame drive of the fixed plate.
  • This surface 54 is by example a surface constituting a helical cam. So the fixed plate and the drive frame of the fixed plate are immobilized together without play with respect to the frame. The purpose of this provision is to prevent movement relative of the fixed plate with respect to the surface of junction. Indeed the movable plate transmits forces sharp to the fixed plate. Such efforts, which are important, tend to move the fixed plate. If this last one was not blocked, it would move by relative to the junction surface of the pouring orifice, this which would result in harmful wear of the surfaces in contact with the fixed plate and the surface of junction.
  • FIG 5 an alternative embodiment of the drawer of fig 3 in the open position.
  • the pieces of same nature are designated by reference numbers identical.
  • the latch 50 is placed in said second position in which it secures the drive frame 20 of the fixed plate 14 with the frame 22 of the movable plate 16.
  • the actuator 28, of which the rod 44 is connected to the frame 22 for driving the movable plate was used to push the assembly constituted by the two training frames (fixed and mobile) and the plates housed in the openings of these frames (fixed plate 14 and movable plate 16). This movement was pursued enough so that the plates fixed and mobile are fully liberated from the action of means of pressure 26. In this way they can be removed freely without having to open a door as is done generally in the devices of the prior art.
  • the installation of new plates is carried out in the same way way.
  • the fixed plate 14 is first placed inside the opening of the drive frame 20 of the fixed plate on a support surface of the frame 12 located (to tolerances machining), in the extension of the surface of junction.
  • the movable plate is then placed on the plate fixed, inside the opening of the drive frame 22 of the movable plate. There is no need to perform or connection or disconnection because the cylinder rod remains fixed, during these operations, on the drive frame of the moving plate.
  • the cylinder is then actuated to pull the assembly which penetrates laterally with respect to the orifice pouring under the locking means 50, which immobilizes the two plates without any other operation additional.
  • the fixed plate 14 is brought in and / or removed and slid under pressure means 30 prior to that the fixed plate 14 does not begin to cover the orifice container pouring.
  • the junction plate of the pouring opening is formed of a refractory plate 56 surrounding the pouring orifice.
  • the plate 56 is integral with a metal support 58 ensuring rigid attachment to the container metallurgical, for example by means of screws, bolts, studs or the like arranged in the holes 60.
  • the surface of the metal support 58 is co-planar, at least in part, with the junction surface 8. This can be obtained by rectifying these two surfaces after assembly of the refractory plate on the support metallic.
  • the surface of the metal support 58 allows enlarge the bearing surface of the fixed plate on the junction surface and avoid overhang of the fixed plate.
  • Plots 62 are rigidly fixed on the metal support 58 and co-planar machined with the refractory plate 56 so as to enlarge the bearing surface of the fixed plate 14 against the junction surface 8.
  • the pads 62 are produced in a material compatible with that of the refractory plate 56 from the machining point of view.
  • the pads 62 are made of the same refractory material as that of the plate 56. So it is possible to machine them simultaneously without difficulties.

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Description

L'invention concerne un dispositif de coulée comprenant un conteneur métallurgique muni d'un orifice de coulée, notamment un convertisseur pour l'élaboration de l'acier; un obturateur à tiroir pour ledit orifice de coulée, cet obturateur comprenant: au moins une plaque réfractaire fixe comportant un orifice placé en regard de l'orifice de coulée; au moins une plaque réfractaire mobile comportant au moins un orifice; des moyens de déplacement pour déplacer la plaque mobile par rapport à la plaque fixe de manière à commander le recouvrement des orifices de la plaque fixe et de la plaque mobile; des moyens de pression qui permettent de serrer la plaque mobile contre la plaque fixe.
On connaít déjà des dispositifs de coulée de ce type. Dans la plupart d'entre eux, la plaque fixe de l'obturateur à tiroir est cimentée à l'extrémité de l'orifice de coulée extérieure au conteneur. Pour cela l'extrémité de l'orifice de coulée est enduite de ciment, et la plaque fixe est pressée contre cet extrémité.
Cependant il est nécessaire de changer périodiquement les plaques réfractaires par suite de leur érosion, principalement à cause des mouvements du tiroir. Un tel changement nécessite d'abord de défaire le joint de ciment, puis de nettoyer la face extérieure de l'orifice de coulée du ciment qui a servi à fixer la plaque usagée. Ce nettoyage est généralement effectué à l'aide d'un burin et d'un marteau. Enfin il faut faire un nouveau joint de ciment pour fixer la plaque neuve.
Ce procédé connu occasionne de nombreux inconvénients. Le nettoyage de la face extérieure de l'orifice de coulée est effectuée dans des conditions très pénibles pour l'ouvrier.
En effet on ne peut généralement pas attendre le refroidissement du conteneur métallurgique parce que la durée de ce refroidissement conduirait à une immobilisation coûteuse du conteneur.
De plus il y a des risques d'endommager l'orifice de coulée lorsqu'on le nettoie et de réduire en conséquence sa durée de fonctionnement.
Enfin il est nécessaire que la plaque fixe soit mise en place du premier coup parce que le ciment prend rapidement en raison de la température élevée de l'orifice de coulée. Si la plaque a été mal posée, il sera nécessaire de refaire complètement le joint.
Ces inconvénients sont particulièrement aggravés dans le cas des convertisseurs pour lesquels tout arrêt implique une perte de production. Même le temps nécessaire au nettoyage doit être réduit au minimum. Les conditions de travail sont donc particulièrement pénibles, d'autant plus que les dimensions de l'obturateur à tiroir sont beaucoup plus grandes que celles des autres conteneurs (poches, répartiteurs) et que le convertisseur, contrairement aux poches et aux répartiteurs, ne peut être déplacé hors de son ambiance de travail.
On connait également (FR-A-2 436 923) un obturateur à tiroir muni d'une plaque d'obturation pleine ou comportant un trou de passage pour le métal. Cette plaque d'obturation est disposée entre deux plaques, respectivement une plaque supérieure et une plaque de support inférieure sur laquelle est fixé un tube de coulée. Dans un dispositif de ce genre, la plaque supérieure est une plaque de travail. En d'autres termes, la plaque d'obturation frotte contre sa face inférieure à chaque mouvement du tiroir. Cette face s'érode donc relativement rapidement ce qui oblige à changer la plaque supérieure à chaque changement de la plaque d'obturation.
On connaít également (DE 20 27 881), un dispositif pour le remplacement des réfractaires utilisés pour transférer de l'acier liquide d'un répartiteur vers un moule de coulée. Il comporte une plaque de jonction, montée à l'extrémité de l'orifice de coulée du répartiteur, et au moins deux ensembles constitués chacun par une plaque fixe et une plaque mobile solidaire d'un tube de coulée. Ces ensembles sont montés sur des rails de guidage, de sorte qu'un ensemble de réfractaires usé peut être remplacé par un ensemble neuf, l'un chassant l'autre.
Un tel dispositif est prévu pour le remplacement des réfractaires durant la coulée, et non entre deux coulées. Il ne peut donc permettre un accès à la plaque de jonction en vue de la vérifier et éventuellement de la changer.
En outre, un ensemble de réfractaires neufs est introduit d'un côté de l'orifice de coulée, tandis que l'ensemble de réfractaires usagés est évacué du côté opposé. Dans le cas où les réfractaires sont changés plusieurs fois de suite, l'introduction des réfractaires neufs doit se faire alternativement d'un côté puis de l'autre de l'orifice de coulée.Le dispositif nécessite donc trois zones distinctes, à savoir une zone d'introduction des réfractaires neufs, une zone de coulée, et une zone d'évacuation des réfractaires usagés. Son encombrement est donc au moins égal à trois longueurs de plaques.
Enfin, le dispositif ne décrit aucun moyen permettant de mettre les réfractaires en place et de les retirer aisément.
La présente invention a pour objet un dispositif de coulée et un procédé de mise en oeuvre de ce dispositif qui résolvent ces problèmes.
Ces buts sont atteints grâce aux caractéristiques de la revendication 1. Grâce à ces caractéristiques, l'introduction et l'extraction des plaques se font du même coté du tiroir. Par suite, l'encombrement est limité à la longueur de deux plaques, ce qui est un avantage lorsque la place disponible est réduite, comme c'est généralement le cas, particulièrement en ce qui concerne les applications aux poches et aux convertisseurs.
De préférence, le dispositif comporte une surface de guidage prolongeant sensiblement la surface de jonction de l'orifice de coulée dans la zone d'introduction/extraction, de manière à assurer un pré-guidage de la plaque fixe par rapport à la surface de jonction de l'orifice de coulée afin de faciliter la mise en place et/ou le retrait d'au moins la plaque fixe par glissement sur la surface de jonction.
Ainsi des plaques fixes et mobiles usagées peuvent en être retirées aisément de l'obturateur après la coulée. Il suffit en effet de les faire glisser jusque à ce qu'elles échappent aux moyens de pression. Dans cette position, elles sont libres et peuvent être retirées aisément, soit l'une après l'autre, soit simultanément, sans avoir à ouvrir une porte comme cela se fait généralement dans les dispositifs de l'art antérieur. Les plaques ayant été extraites, l'accès à la surface de jonction est dégagé et on peut examiner et nettoyer cette dernière.
Pour la mise en place de plaques neuves dans le tiroir, on effectue les mêmes opérations en sens inverse. On monte d'abord la plaque fixe sur la surface de guidage, puis la plaque mobile sur la plaque fixe (en variante, on peut mettre les deux plaques sur la surface de guidage en une opération unique) et on les pousse latéralement sous les moyens de pression.
De préférence la surface de jonction de l'orifice de coulée et la surface de jonction de la plaque fixe sont planes. Bien que cette caractéristique ne soit pas indispensable, la planéité de ces deux surfaces facilite la mis en place et/ou le retrait de la plaque fixe par glissement sur la surface de jonction de l'orifice de coulée.
Dans une réalisation préférée la surface de jonction de l'orifice de coulée est constituée d'une plaque réfractaire. Cette plaque est changée entre deux coulées alors que le conteneur est vide et que l'acier ne coule pas. Il est donc impossible que de l'acier s'introduise entre cette plaque de jonction et la plaque fixe.
Il en va autrement dans le cas de la plaque supérieure du document FR-A-2 436 923. L'acier peut s'introduire entre la plaque supérieure fixe et la plaque d'obturation parce que cette dernière est manoeuvrée en présence de l'acier.
L'idéal serait que la surface de guidage soit exactement au même niveau que la surface de jonction. Mais cela n'est pas réalisable mécaniquement à cause des tolérances d'usinage. Le niveau de la surface de guidage est donc égal par défaut (c'est-à-dire aux tolérances d'usinage près) au niveau de la surface de jonction de l'orifice de coulée, un chanfrein étant prévu pour faciliter la mise en place de la plaque fixe sur la surface de jonction de l'orifice de coulée.
De préférence les moyens de pression pour serrer la surface de jonction de la plaque fixe contre la surface de jonction de l'orifice de coulée sont agencés de manière à agir pendant la mise en place et/ou le retrait par glissement d'au moins la plaque fixe afin d'éliminer les déchets restés éventuellement sur cette surface.
Les moyens de déplacement pour mettre en place et/ou retirer la plaque fixe par glissement sur la surface de jonction de l'orifice de coulée sont de préférence les mêmes que les moyens pour déplacer la plaque mobile par rapport à la plaque fixe.
Le dispositif comporte de préférence: un bâti; un cadre d'entraínement de la plaque fixe; un cadre d'entraínement de la plaque mobile; des moyens de déplacement du cadre d'entraínement de la plaque mobile, ces moyens constituant les moyens de déplacement de la plaque mobile mentionnés précédemment; des moyens pour solidariser le cadre d'entraínement de la plaque fixe soit avec le bâti, soit avec le cadre d'entraínement de la plaque mobile.
Les moyens pour solidariser le cadre d'entraínement de la plaque fixe soit avec le bâti, soit avec le cadre d'entraínement de la plaque mobile sont, dans un mode préféré, constitués par un verrou à deux positions monté sur le cadre d'entraínement de la plaque fixe, ce verrou immobilisant le cadre d'entraínement de la plaque fixe par rapport au bâti dans une première position et par rapport au cadre d'entraínement de la plaque mobile dans la seconde position, les moyens de déplacement du cadre d'entraínement de la plaque mobile présentant une course suffisante pour déplacer l'ensemble des deux cadres jusqu'à libérer la plaque fixe de l'emprise des moyens de pression de la plaque fixe contre la surface de jonction de l'orifice de coulée.
De préférence le dispositif comporte une butée fixe par rapport au bâti contre laquelle la plaque fixe vient en butée en fin d'introduction, le verrou comportant des moyens de récupération de jeu pour bloquer ladite plaque fixe contre la butée par l'intermédiaire du cadre d'entraínement de la plaque fixe de telle sorte que la plaque fixe et le cadre d'entraínement de la plaque fixe sont ensemble immobilisés par rapport au bâti.
Les moyens de serrage de la plaque fixe contre la surface de jonction de l'orifice de coulée sont de préférence les mêmes que les moyens de pression pour presser la plaque mobile contre la plaque fixe.
La surface de jonction de l'orifice de coulée peut être constituée d'une plaque réfractaire entourant l'orifice de coulée montée sur un support métallique permettant d'assurer une fixation rigide de ladite plaque réfractaire sur le conteneur métallurgique.
Le support métallique peut présenter au moins une portion de surface co-planaire avec la plaque réfractaire de manière à agrandir la surface d'appui de la plaque fixe sur la surface de jonction de l'orifice de coulée.
Des plots en une matière compatible avec celle de la plaque réfractaire du point de vue d'un usinage au moyen d'un même outil peuvent être fixés rigidement sur le support métallique et usinés co-planaires avec la plaque réfractaire de manière à agrandir la surface d'appui de la plaque fixe contre la surface de jonction.
L'invention concerne également un procédé de mise en oeuvre du dispositif. Ce procédé de remplacement d'au moins la plaque fixe dudit obturateur à tiroir se caractérise en ce que:
  • on retire une plaque fixe et une plaque mobile usagées des moyens de pression en les faisant glisser latéralement par rapport à l'orifice de coulée vers une zone d'introduction/extraction;
  • on évacue la plaque fixe et la plaque mobile hors du tiroir;
  • on place une plaque fixe et un plaque mobile neuves l'une après l'autre ou simultanément dans la zone d'introduction/extraction;
  • on fait glisser latéralement la plaque fixe et la plaque mobile sous les moyens de pression.
De préférence au moins la plaque fixe est amenée et/ou retirée latéralement par rapport à l'orifice de coulée et glissée sous des moyens de pression préalablement à ce que la plaque fixe ne commence à recouvrir et/ou découvrir l'orifice de coulée du conteneur.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaítront encore à la lecture de la description qui suit d'exemples de réalisations donnés, à titre purement illustratif, en référence aux figures annexées. Sur ces figures:
  • la fig 1 est une vue d'ensemble qui montre un dispositif de coulée conforme à l'invention;
  • la fig 2 est une vue schématique en coupe qui illustre le dispositif et le procédé de l'invention;
  • la fig 3 est une vue en coupe d'un mode de réalisation préféré de la présente invention;
  • la fig 4 est une vue en coupe du mode de réalisation représenté sur la fig 3, selon un plan de coupe perpendiculaire, qui montre en particulier les moyens de pression de ce dispositif;
  • la fig 5 est une vue en coupe d'une variante du mode de réalisation des figures 3 et 4 représenté en position ouverte;
  • la fig 6 est une vue en coupe d'un mode de réalisation particulier de la surface de jonction de l'orifice de coulée;
  • la fig 7 est une vue en coupe d'un autre mode de réalisation particulier de la surface de jonction de l'orifice de coulée.
On a représenté sur la figure 1 une vue d'ensemble du dispositif de coulée. Le conteneur métallurgique est désigné par la référence générale 1. Ce conteneur peut être un répartiteur, ou une poche, ou encore, comme dans l'exemple illustré, un convertisseur pour l'élaboration de l'acier. Un obturateur à tiroir, désigné par la référence générale 10, est fixé sous le conteneur. L'acier contenu dans le convertisseur est versé dans une poche 3.
On a représenté sur la figure 2 une vue schématique en coupe du dispositif. La paroi d'acier 2 du conteneur est recouverte par une couche protectrice 4 de matériau réfractaire, par exemple des briques. Un trou de coulée 6 permet la sortie du métal hors du convertisseur. L'orifice de ce trou est délimité par une surface extérieure 8, plane dans l'exemple représenté. Cette surface 8 constitue une surface de jonction.
L'obturateur à tiroir 10 fixé sous le conteneur se compose d'un bâti 12 fixé sur la paroi extérieure 2 du conteneur métallurgique. Dans le bâti on trouve un ensemble de deux plaques, à savoir une plaque fixe 14 et une plaque mobile 16. Chacune des plaques comporte un ou plusieurs orifices pour le passage du métal et est entourée par un cadre, respectivement 20 et 22. Ces deux plaques sont enfermées dans un boítier 24. Des moyens de pression, représentés schématiquement par les ressorts 26, permettent de presser la plaque fixe 14 contre la plaque mobile 16. Un moyen d'actionnement, tel qu'un vérin hydraulique 28, dont la tige est connectée au cadre 22 de la plaque mobile permet de déplacer la plaque mobile par rapport à la plaque fixe. Ce déplacement permet, de manière connue, de faire varier le recouvrement des orifices des deux plaques de manière à contrôler ou arrêter totalement le passage du métal. Bien que, dans l'exemple représenté, le tiroir comporte deux plaques seulement, il pourrait en comporter davantage, par exemple trois ou plus.
Le boítier 24 est à son tour pressé par des moyens de pression 30 contre la surface 8, qui termine l'orifice de coulée de manière que le dos de la plaque fixe, qui comporte une surface de jonction 32 adaptée à la surface 8 soit appliqué de façon suffisamment forte pour créer une étanchéité au métal. Les qualités de surfaces en présence sont bien entendu de qualité suffisante pour assurer cette étanchéité. La surface de jonction doit être suffisamment grande pour que les moyens de pression n'exercent pas d'effort en porte-à-faux. Etant donné que les moyens de pression pour serrer l'une contre l'autre la plaque fixe et la plaque mobile sont différents des moyens de pression pour plaquer la surface de jonction de la plaque fixe contre la surface de jonction de l'orifice de coulée, il est possible de faire varier les pressions par unité de surface indépendamment l'une de l'autre.
Etant donné qu'il n'y a pas de mouvement relatif de la plaque fixe par rapport à la surface de jonction, et que, d'autre part, les moyens de pressions sont concentrés autour de l'orifice de coulée, il n'est pas nécessaire de disposer d'une surface d'appui de la plaque fixe sur la surface de jonction au delà de la zone soumise à l'action des moyens de pression. Par suite la surface de jonction 8 est plus petite que la plaque fixe. C'est pourquoi il est avantageux de prévoir des moyens pour faciliter la mise en place et/ou le retrait d'au moins la plaque fixe par glissement sur ladite surface plane de jonction. Ces moyens sont constitués par une surface de guidage 34. Cette surface est située du côté de l'orifice de coulée 6 par où la plaque fixe doit être introduite. Elle est située sensiblement dans le plan de la surface de jonction. Toutefois, comme il n'est pas possible, compte tenu des tolérances de fabrication, de réaliser deux surface parfaitement co-planaires, la surface de guidage 34 pourra être légèrement en retrait par rapport à ce plan, comme représenté sur la fig 2. Un chanfrein sera alors prévu sur la plaque fixe ou sur la surface de jonction pour faciliter la mise en place de la plaque fixe en absorbant la différence de niveau.
Dans l'exemple représenté on change non seulement la plaque fixe seule, mais l'ensemble du boítier comprenant les deux plaques. Ce changement s'effectue de la manière suivante.
On retire d'abord le boítier 24 contenant les plaques fixe(s) et mobile(s) usagées en les faisant glisser sur la surface de jonction 8 puis sur la surface de guidage 34 à l'aide du vérin 28 jusqu'à ce qu'ils ne soient plus soumis à l'action des moyens de pression 30. Ceci a pour effet de cisailler les déchets qui se trouvent sur la surface de jonction. En particulier, si un anneau d'acier s'est formé à la jonction entre la surface de jonction de l'orifice de coulée et la plaque fixe, cet anneau sera cisaillé et les déchets évacués par le trou de coulée 6. Le boítier est ensuite déconnecté de la tige du vérin 28 et déposé.
On met un nouveau boítier 24 contenant des plaques neuves sur la surface d'appui 34, on connecte la tige du vérin, puis on introduit le boítier en le faisant glisser sur la surface de guidage 34. Il est introduit sous les moyens de pression 30 avant que la surface de jonction de la plaque fixe ne monte sur la surface de jonction 8. Lorsque cela se produit, les moyens de pression agissent de sorte que la surface de jonction est nettoyée.
On a représenté sur les fig 3 et 4 un autre mode de réalisation d'un dispositif de coulée conforme à l'invention. Ce dispositif comporte un bâti massif 12 fixé sur une paroi extérieure 2 du conteneur métallurgique. Dans un évidement du bâti est montée une plaque de jonction 36 rapportée et cimentée sur l'extrémité du trou de coulée. La surface extérieure de cette plaque 36 constitue la surface de jonction 8. La plaque fixe est ici constituée de la plaque réfractaire elle-même et d'une enveloppe 38. La plaque mobile est constituée de la plaque réfractaire elle-même, d'un support 40 et d'une busette collectrice 42, séparée ou réalisée d'une seule pièce avec la plaque réfractaire. Les moyens de pression 26 seront décrits plus en détail en référence à la fig 4. On note cependant que dans ce mode de réalisation les moyens de serrage de la plaque fixe contre la surface de jonction de l'orifice de coulée sont les mêmes que les moyens de pression pour presser la plaque fixe 14 contre la plaque mobile 16. Les mêmes moyens remplissent donc deux fonctions distinctes.
La plaque fixe est placée dans le cadre d'entraínement de la plaque fixe 20 et la plaque mobile dans le cadre d'entraínement de la plaque mobile 22. La tige 44 du vérin 28 est retenue dans un logement du cadre d'entraínement de la plaque mobile 22. Le vérin 28 permet de déplacer la plaque mobile sur la plaque fixe de manière à contrôler, de manière connue, l'écoulement du métal hors du conteneur métallurgique.
On a représenté sur la fig 4 une vue en coupe du mode de réalisation représenté sur la fig 3, selon un plan de coupe perpendiculaire. Cette figure montre en particulier le détail des moyens de pression désignés dans leur ensemble par la référence générale 26. Ils comprennent un ressort hélicoïdal 46 dont une extrémité est en appui sur le bâti 12 et l'autre sur un culbuteur 48. Le culbuteur transmet l'action du ressort, en sens inverse, sur la plaque mobile. L'action exercée sur la plaque mobile est retransmise à la plaque fixe, puis à la plaque de jonction 36.
Revenant à la fig 3, on décrira maintenant en détail les moyens pour solidariser le cadre 20 d'entraínement de la plaque fixe soit avec le bâti 12, soit avec le cadre 22 d'entraínement de la plaque mobile. Ces moyens sont constitués par un verrou 50 à deux positions. Ce verrou est monté tournant sur le cadre 20 d'entraínement de la plaque fixe. Dans une première position, représentée sur la fig 3, il pénètre dans un logement 51 du bâti 12. Dans son autre position il pénètre dans un logement 53 prévu dans le cadre d'entraínement de la plaque mobile 22. Dans la première position il immobilise le cadre d'entraínement de la plaque fixe par rapport au bâti et, dans sa seconde position, par rapport au cadre d'entraínement de la plaque mobile. Le vérin 28 présente une course suffisante pour déplacer l'ensemble des deux cadres suffisamment pour libérer la plaque fixe de l'emprise des moyens de pression de la plaque fixe contre la surface de jonction de l'orifice de coulée.
Grâce au verrou à deux positions 50, le même moyen, à savoir le vérin 28, réalise successivement deux fonctions distinctes. D'une part, de manière conventionnelle, il permet de déplacer la plaque mobile (première position du verrou 50). D'autre part, il sert à l'extraction de la partie à changer et à la mise en place d'une nouvelle plaque fixe. Pour cela le verrou est placé dans sa deuxième position. L'action du vérin permet alors de déplacer d'un seul bloc la plaque fixe et la plaque mobile, solidarisées entre elles par le verrou 50.
Une butée fixe 52 est prévue sur le bâti 12. La plaque fixe 14 vient en appui contre cette butée 52 à la fin de son introduction. Le verrou 50 comporte une surface 54 constituant des moyens de rattrapage de jeu pour bloquer la plaque fixe contre la butée 52 par l'intermédiaire du cadre d'entraínement de la plaque fixe. Cette surface 54 est par exemple une surface constituant une came hélicoïdale. Ainsi la plaque fixe et le cadre d'entraínement de la plaque fixe sont ensemble immobilisés sans jeu par rapport au bâti. Cette disposition a pour but d'empêcher un mouvement relatif de la plaque fixe par rapport à la surface de jonction. En effet la plaque mobile transmet des efforts tranchants à la plaque fixe. De tels efforts, qui sont importants, tendent à déplacer la plaque fixe. Si cette dernière n'était pas bloquée, elle se déplacerait par rapport à la surface de jonction de l'orifice de coulée, ce qui aurait pour conséquence une usure préjudiciable des surfaces en contact de la plaque fixe et de la surface de jonction.
On a représenté sur la fig 5, une variante de réalisation du tiroir de la fig 3 en position ouverte. Les pièces de même nature sont désignées par des numéros de référence identiques. On remarque que le verrou 50 est placé dans ladite deuxième position dans laquelle il solidarise la cadre d'entraínement 20 de la plaque fixe 14 avec le cadre d'entraínement 22 de la plaque mobile 16. Le vérin 28, dont la tige 44 est connectée au cadre 22 d'entraínement de la plaque mobile, a été utilisé pour pousser l'ensemble constitué par les deux cadres d'entraínement (fixe et mobile) et les plaques logées dans les ouvertures de ces cadres (plaque fixe 14 et plaque mobile 16). Ce mouvement a été poursuivi suffisamment pour que les plaques fixe et mobile soient entièrement libérées de l'action de moyens de pression 26. De cette manière elles peuvent être retirées librement sans avoir à ouvrir une porte comme cela se fait généralement dans les dispositifs de l'art antérieur.
La mise en place de nouvelles plaques s'effectue de la même manière. La plaque fixe 14 est d'abord posée à l'intérieur de l'ouverture du cadre d'entraínement 20 de la plaque fixe sur une surface d'appui du bâti 12 située (aux tolérances d'usinage près), dans le prolongement de la surface de jonction. La plaque mobile est ensuite posée sur la plaque fixe, à l'intérieur de l'ouverture du cadre d'entraínement 22 de la plaque mobile. Il n'est nécessaire d'effectuer ni connexion ni déconnexion parce que la tige du vérin reste fixée, pendant ces opérations, sur le cadre d'entraínement de la plaque mobile. Le vérin est alors actionné pour tirer l'ensemble qui pénètre latéralement par rapport à l'orifice de coulée sous les moyens de verrouillage 50, ce qui immobilise les deux plaques sans autre opération supplémentaire. La plaque fixe 14 est amenée et/ou retirée et glissée sous des moyens de pression 30 préalablement à ce que la plaque fixe 14 ne commence à recouvrir l'orifice de coulée du conteneur.
On a représenté sur les fig 6 et 7 deux variantes de réalisation de la plaque de jonction. Sur la fig 6, la plaque de jonction de l'orifice de coulée est constituée d'une plaque réfractaire 56 entourant l'orifice de coulée. La plaque 56 est solidaire d'un support métallique 58 permettant d'assurer une fixation rigide sur le conteneur métallurgique, par exemple par le biais de vis, de boulons, goujons ou analogue disposés dans les trous 60. La surface du support métallique 58 est co-planaire, au moins en partie, avec la surface de jonction 8. Ceci peut être obtenu par une rectification de ces deux surfaces après assemblage de la plaque réfractaire sur le support métallique. La surface du support métallique 58 permet d'agrandir la surface d'appui de la plaque fixe sur la surface de jonction et d'éviter un porte-à-faux de la plaque fixe.
Il n'est pas aisé d'usiner un métal tel que l'acier en même temps qu'un matériau réfractaire. En effet les meules qui conviennent pour l'acier ne sont pas adaptées aux matériaux réfractaires et inversement. Le mode de réalisation de la fig 7 permet de surmonter ce problème. Des plots 62 sont fixés rigidement sur le support métallique 58 et usinés co-planaires avec la plaque réfractaire 56 de manière à agrandir la surface d'appui de la plaque fixe 14 contre la surface de jonction 8. Les plots 62 sont réalisés en une matière compatible avec celle de la plaque réfractaire 56 du point de vue de l'usinage. Par exemple les plots 62 sont réalisés dans le même matériau réfractaire que celui de la plaque 56. Ainsi il est possible de les usiner simultanément sans difficultés.

Claims (19)

  1. Dispositif de coulée comprenant:
    un conteneur métallurgique muni d'un orifice de coulée (6), notamment un convertisseur pour l'élaboration de l'acier;
    un obturateur à tiroir pour ledit orifice de coulée, cet obturateur comprenant: au moins une plaque réfractaire fixe (14) comportant un orifice placé en regard de l'orifice de coulée; au moins une plaque réfractaire mobile (16) comportant au moins un orifice; des moyens de déplacement (28) pour déplacer la plaque mobile (16) par rapport à la plaque fixe (14) de manière à commander le recouvrement de l'orifice de la plaque fixe (14) et de la plaque mobile (16); des moyens de pression (26) qui permettent de serrer la plaque mobile (16) contre la plaque fixe (14);
    l'orifice de coulée (6) du conteneur métallurgique étant aménagé de manière à comporter une surface de jonction (8) à la plaque fixe (14) de l'obturateur,
    la plaque fixe (14) comportant une surface de jonction (32) adaptée à la surface de jonction (8) de l'orifice de coulée du conteneur métallurgique,
    des moyens de pression (30) permettant de presser la surface de jonction (32) de la plaque fixe (14) contre la surface de jonction (8) de l'orifice de coulée de manière qu'une étanchéité est assurée entre ces deux surfaces en l'absence de mortier, de joint cimenté ou de fibres, de colle ou de tout autre moyen ajouté pour assurer l'étanchéité,
    caractérisé en ce qu'il comporte une zone d'introduction/extraction pour introduire la plaque fixe (14) et la plaque mobile (16) dans le tiroir et pour les en extraire, la plaque fixe (14) étant dégagée des moyens de pression (30) dans la zone d'introduction/extraction.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une surface de guidage (34) prolongeant sensiblement la surface de jonction (8) de l'orifice de coulée dans la zone d'introduction/extraction, de manière à assurer un pré-guidage de la plaque fixe (14) par rapport à la surface de jonction de l'orifice de coulée afin de faciliter la mise en place et/ou le retrait d'au moins la plaque fixe (14) par glissement sur la surface de jonction.
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface de jonction (8) de l'orifice de coulée et la surface de jonction (32) de la plaque fixe (14) sont planes.
  4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la surface de jonction (8) de l'orifice de coulée est constituée d'une plaque réfractaire (36,56,58).
  5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4 caractérisé en ce que le niveau de la surface de guidage (34) est inférieur au niveau de la surface de jonction (8) de l'orifice de coulée, un chanfrein étant prévu pour faciliter la mise en place de la plaque fixe (14) sur la surface de jonction (8) de l'orifice de coulée.
  6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de pression (30) pour serrer la surface de jonction (32) de la plaque fixe (14) contre la surface de jonction (8) de l'orifice de coulée sont agencés de manière à agir pendant la mise en place et/ou le retrait par glissement d'au moins la plaque fixe (14) afin d'éliminer les déchets restés éventuellement sur cette surface.
  7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de déplacement (28) pour mettre en place et/ou retirer la plaque fixe (14) par glissement sur la surface de jonction (8) de l'orifice de coulée sont les mêmes que les moyens pour déplacer la plaque mobile (16) par rapport à la plaque fixe (14).
  8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte: un bâti; un cadre (20) d'entraínement de la plaque fixe (14); un cadre (22) d'entraínement de la plaque mobile (16); des moyens de déplacement du cadre d'entraínement de la plaque mobile (16), ces moyens constituant les moyens de déplacement de la plaque mobile (16) mentionnés à la revendication 1; des moyens pour solidariser le cadre d'entraínement de la plaque fixe (14) soit avec le bâti, soit avec le cadre d'entraínement de la plaque mobile (16).
  9. Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que les moyens pour solidariser le cadre d'entraínement de la plaque fixe (14) soit avec le bâti, soit avec le cadre d'entraínement de la plaque mobile (16) sont constitués par un verrou (50) à deux positions, monté sur le cadre d'entraínement de la plaque fixe (14), ce verrou immobilisant le cadre d'entraínement de la plaque fixe (14) par rapport au bâti dans une première position et par rapport au cadre d'entraínement de la plaque mobile (16) dans la seconde position, les moyens de déplacement du cadre d'entraínement de la plaque mobile (16) présentant une course suffisante pour déplacer l'ensemble des deux cadres jusqu'à libérer la plaque fixe (14) de l'emprise des moyens de pression (30) de la plaque fixe (14) contre la surface de jonction (8) de l'orifice de coulée.
  10. Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce que le dispositif comporte une butée (52), fixe par rapport au bâti, contre laquelle la plaque fixe (14) vient en butée en fin d'introduction, le verrou (50) comportant des moyens de récupération de jeu pour bloquer ladite plaque fixe (14) contre la butée (52) par l'intermédiaire du cadre d'entraínement (20) de la plaque fixe (14) de telle sorte que la plaque fixe (14) et le cadre d'entraínement de la plaque fixe (14) sont ensemble immobilisés par rapport au bâti.
  11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de pression pour serrer la plaque fixe (14) contre la surface de jonction (8) de l'orifice de coulée sont les mêmes que les moyens de pression (30) pour presser la plaque mobile (16) contre la plaque fixe (14).
  12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 11 caractérisé en ce que la plaque (36) constituant la surface de jonction (8) de l'orifice de coulée est constituée d'une plaque réfractaire (56) entourant l'orifice de coulée montée sur un support métallique (58) permettant d'assurer une fixation rigide de ladite plaque sur le conteneur métallurgique.
  13. Dispositif selon la revendication 12 caractérisé en ce que le support métallique (58) présente au moins une portion de surface co-planaire avec la plaque réfractaire (56) de manière à agrandir la surface d'appui de la plaque fixe (14) sur la surface de jonction (8) de l'orifice de coulée.
  14. Dispositif selon la revendication 12 ou 13 caractérisé en ce que des plots (62) en une matière compatible avec celle de la plaque réfractaire (56) du point de vue d'un usinage au moyen d'un même outil sont fixés rigidement sur le support métallique (58) et usinés co-planaires avec la plaque réfractaire de manière à agrandir la surface d'appui de la plaque fixe (14) contre la surface de jonction (8).
  15. Dans un dispositif de coulée comprenant:
    un conteneur métallurgique muni d'un orifice de coulée, notamment un convertisseur pour l'élaboration de l'acier;
    un obturateur à tiroir pour ledit orifice de coulée, cet obturateur comprenant au moins: au moins une plaque réfractaire fixe comportant au moins un orifice placé en regard de l'orifice de coulée; au moins une plaque réfractaire mobile comportant au moins un orifice; des moyens de déplacement pour déplacer la plaque mobile (16) par rapport à la plaque fixe (14) de manière à commander le recouvrement de l'orifice de la plaque fixe (14) et de la plaque mobile (16); des moyens de pression (26) qui permettent de serrer la plaque mobile (16) contre la plaque fixe; et des moyens de pression (30) pour serrer une surface de jonction (32) de la plaque fixe (14) contre la surface de jonction (8) de l'orifice de coulée afin de réaliser une étanchéité sans ciment, mortier, fibres, colle ou tout autre moyen ajouté entre l'orifice de coulée du conteneur métallurgique et la plaque fixe, PROCEDE de remplacement de la plaque fixe (14) et de la plaque mobile (16) caractérisé en ce que:
    on retire une plaque fixe (14) et une plaque mobile (16) usagées des moyens de pression en les faisant glisser latéralement par rapport à l'orifice de coulée vers une zone d'introduction/extraction;
    on évacue la plaque fixe (14) et la plaque mobile (16) hors du tiroir;
    on place une plaque fixe (14) et un plaque mobile (16) neuves l'une après l'autre ou simultanément dans la zone d'introduction/extraction;
    on fait glisser latéralement la plaque fixe (14) et la plaque mobile (16) sous les moyens de pression (30).
  16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'au moins la plaque fixe (14) est amenée et/ou retirée latéralement par rapport à l'orifice de coulée et glissée sous des moyens de pression (30) préalablement à ce que la plaque fixe (14) ne commence à découvrir et/ou recouvrir l'orifice de coulée du conteneur.
  17. Plaque pour utilisation dans un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 ou dans un procédé selon l'une des revendications 15 ou 16, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une plaque réfractaire (56) ayant une surface plane, montée sur un support métallique (58) permettant d'assurer une fixation rigide de la plaque sur le conteneur métallurgique.
  18. Plaque selon la revendication 17, caractérisée en ce que le support métallique (58) présente au moins une portion de surface co-planaire avec la surface plane de la plaque réfractaire (56).
  19. Plaque selon la revendication 17 ou 18, caractérisé en ce que des plots (62) en une matière compatible avec celle de la plaque réfractaire (56) du point de vue d'un usinage au moyen d'un même outil sont fixés rigidement sur le support métallique (58) et usinés co-planaires avec la plaque réfractaire.
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