EP2386368A1 - Busette interne pour le transfert de métal liquide contenu dans un récipient, système de clamage de cette busette et dispositif de coulée - Google Patents

Busette interne pour le transfert de métal liquide contenu dans un récipient, système de clamage de cette busette et dispositif de coulée Download PDF

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EP2386368A1
EP2386368A1 EP10157126A EP10157126A EP2386368A1 EP 2386368 A1 EP2386368 A1 EP 2386368A1 EP 10157126 A EP10157126 A EP 10157126A EP 10157126 A EP10157126 A EP 10157126A EP 2386368 A1 EP2386368 A1 EP 2386368A1
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EP
European Patent Office
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nozzle
clamping
inner nozzle
casting
plate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10157126A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Fabrice Sibiet
Mariano Collura
Vincent Boisdequin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vesuvius Group SA
Original Assignee
Vesuvius Group SA
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Filing date
Publication date
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/53—Means to assemble or disassemble

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of continuous casting of liquid metal. It relates more specifically to the clamming of an internal nozzle in a continuous casting installation.
  • the liquid metal is generally contained in a metallurgical vessel, for example a distributor, before being transferred to another container, for example in a casting mold.
  • the metal is transferred from the container to the container by means of a nozzle formed on the bottom of the metallurgical vessel, called the inner nozzle ("inner nozzle” in English), coming into sealing contact with a sliding transfer plate (or casting plate) brought in the extension of the internal nozzle through a holding device and plate change, reported under the metallurgical vessel.
  • This sliding plate may be a calibrated plate, a pouring tube or a cassette comprising two or more plates.
  • the plate makes it possible to transfer the liquid metal, either in the form of a free jet or by guiding the jet when the plate is an external nozzle ("pouring nozzle” or pouring submerged nozzle in English), comprising a pouring tube.
  • the plate holding and changing device comprises, on the one hand, clamping means intended to press against the internal nozzle, in particular downwards, and pushing means, intended to press the sliding plate, in particular upwards, so as to press the inner nozzle and the plate against each other.
  • clamping and thrusting means are arranged along the longitudinal edges of the inner nozzle and the sliding plate, the longitudinal direction corresponding to the direction of plate change.
  • the invention particularly aims to increase the contact between the plate of the inner nozzle and the sliding plate.
  • the invention also aims to optimize the distribution of stresses in the refractory elements.
  • the inventors have found that it is more advantageous to exert forces in this way than when the thrust force and the clamping force are applied opposite each other, as is practiced in the state of the art, because the strong pressure on the longitudinal edges of the inner nozzle and the sliding plate can generate a spacing of the respective transverse edges.
  • the clamping means thus positioned in the transverse direction can further ensure a referencing of the inner nozzle relative to the holding device and plate change along the transverse direction, which is particularly interesting.
  • the internal nozzle undergoes a certain number of tensions in the longitudinal direction during the plate changes, so that the clamping forces distributed in the transverse direction can wedge the inner nozzle in the longitudinal direction, and thus the immobilize in the longitudinal direction despite the movements due to plate changes.
  • clamping means means clamping means of the inner nozzle, for exerting pressure on the inner nozzle to immobilize it relative to the frame on which are mounted the means of clamping.
  • the force exerted by the clamping means on the inner nozzle is a force directed in particular downwards, applied on an upper surface of the inner nozzle, and the force exerted by the thrust means on the sliding plate is a directed force. especially upwards, applied to a lower surface of the plate.
  • the vertical direction is defined as the direction of flow of the liquid metal at the outlet of the metallurgical vessel.
  • the transverse direction is defined as the direction perpendicular to the other two vertical and longitudinal directions, so that the longitudinal, transverse and vertical directions define an orthogonal reference.
  • the forward direction is defined with reference to the direction of change of plate in the plate changing device, the plate being moved from the rear to the front to take the following successive positions: waiting position (when another plate is already in the casting position), casting position (when a casting orifice on the plate extends the inner nozzle casting channel), shutter position (when a sealing surface formed on the plate closes the casting channel) and ejection position (when the sliding face of the plate is clear of the container).
  • the inner nozzle and / or the sliding plate are generally each composed of a metal casing surrounding a refractory element.
  • the sliding plate may optionally comprise a tubular extension. This tubular extension may extend sufficiently so that the end thereof is immersed in the metallurgical vessel downstream, for example the casting mold. We will speak, in this case of external nozzle.
  • the pouring tube intended to be immersed is made of refractory element.
  • the device may further include one or more of the following features, taken alone or in combination.
  • the device comprises a vertical central longitudinal plane having a front portion and a rear portion, a plate slidable from the rear to the front of the device, and the clamming means comprise three Y-shaped clamper elements at the periphery of the device.
  • the internal nozzle namely a first clamping element at the base of the Y, disposed on the rear part of the central longitudinal plane and a second and a third clamping element, at the ends of the two branches of the Y, arranged on the side and other of the front part of this plane.
  • This Y-shaped arrangement of the clamping elements makes it possible to ensure, in a particularly satisfactory manner, the clamping of the nozzle, while limiting the bulk of the clamping system and by requiring a particularly simple clamping method.
  • the clamping means comprise three and only three clamping elements.
  • the plane corresponds to a central vertical longitudinal plane, that is to say that it extends in the longitudinal and vertical directions of the device and that it passes through the center of the device, this center being able to be defined by the center of the casting orifice of the inner nozzle.
  • the second and third clamming elements exert a clamping force on surfaces of the inner nozzle called second and third clamming surfaces, each of these second and third surfaces being disposed on either side of the longitudinal plane and having a center positioned at an angle between 30 and 45 ° relative to the longitudinal plane, with reference to the center of the inner nozzle.
  • the said second and third clamming surfaces are arranged symmetrically with respect to the longitudinal plane.
  • the center of the inner nozzle corresponds to the center of the casting orifice of the inner nozzle.
  • the center of the inner nozzle corresponds to the center of the sliding surface of the nozzle, for example the center (or point of intersection of the medians) of the rectangle circumscribed to the nozzle, defined without the three clamming surfaces.
  • Each of the second and third clamming surfaces is included in an angular sector of between 10 and 20 ° with reference to the center of the inner nozzle.
  • the first clamping element exerts a clamping force on a surface of the inner nozzle called said first clamping surface, this surface passing through the longitudinal plane and extending substantially symmetrically with respect to this plane, in a surface included in a angular sector between 14 and 52 ° with reference to the center of the inner nozzle.
  • the clamping means comprise at least one first clamping element, bearing against a clamping surface of the inner nozzle, the clamping member being movably mounted between a rest position and a clamping position, being actuated by means forming crank-handle.
  • the use of a crank-crank system makes it possible to simplify the clamping process, to limit the size of the clamping system and to increase the clamping force. This system allows the displacement of the nozzle until it comes into abutment with a reference surface of the frame. The nozzle is thus immobilized and is not driven during the replacement of the movable plate.
  • the device comprises at least one gas injection channel in the casting channel of the inner nozzle, this channel being disposed between the second and the third clamping element.
  • the invention also relates to a set of an internal nozzle and a holding device and plate change as described above, and a set of an internal nozzle and a clamping system comprising the first, second and third clamming elements of the device described above.
  • the invention furthermore relates to an internal nozzle for a metallurgical container for the transfer of liquid metal contained in the container, the casting direction defining a vertical direction, the internal nozzle comprising an internal nozzle plate comprising a so-called contact surface.
  • the internal nozzle plate extending in a substantially horizontal plane, called sliding plane, intended to be in sealing contact with a sliding plate slidably brought opposite the internal nozzle by a holding and plate changing device, characterized in that the Inner nozzle plate has three separate internal nozzle clamping flanges against a frame on the plate holding and changing device, the three flanges protruding from a peripheral surface of the nozzle plate.
  • Peripheral surface means the surface extending from the sliding surface of the plate, preferably in a substantially vertical direction.
  • the inner nozzle may further include one or more of the following features, taken alone or in combination. Advantages of these features have been developed previously.
  • Each wedging flange has a so-called bearing surface intended to be in contact with the frame, extending in a substantially horizontal plane, called the support plane, and a so-called clamming surface on which a clamming system is intended to apply a clamming force.
  • the so-called clamming surface is arranged facing the bearing surface so that the clamping system and the frame sandwich the wedge flange under the action of the clamping system.
  • the wedge flange is made entirely of metal.
  • the bearing surfaces or the clamping surfaces are flat.
  • the surfaces may have different shapes, for example, inclined, curved or grooved.
  • the surfaces extend in a substantially horizontal plane. It is important that they can fulfill their roles as support surfaces or as clamming surfaces.
  • an element such as fiber, a seal or a compressible element could be associated (added, glued or juxtaposed) to the support or clamming surface. The advantages of the present invention are retained.
  • the inner nozzle comprises a vertical central longitudinal plane, in which the three wedging flanges are arranged in Y on the periphery of the nozzle, the base of the Y being disposed in the central longitudinal plane and the two branches of the Y being arranged on the outside. else of this plan.
  • the second and third chock flanges have a second and a third clamming surfaces, each of these second and third surfaces being disposed on either side of the longitudinal plane and having a center positioned at an angle of between 30 and 45 ° with respect to the longitudinal plane, with reference to the center of the internal nozzle .
  • the said second and third clamming surfaces of the nozzle are arranged symmetrically with respect to the longitudinal plane.
  • the first clamping flange has a first clamping surface, this surface passing through the longitudinal plane of the nozzle and extending substantially symmetrically with respect to this plane, in a surface included in an angular sector of between 14 and 52.degree. referring to the center of the internal nozzle.
  • the internal nozzle comprises gas injection means in the casting channel of the inner nozzle, these means being arranged between the second and the third clamping surface.
  • the invention also relates to a metal casing for an inner nozzle as described above.
  • the nozzle is disposed on a metallurgical vessel for the transfer of liquid metal contained in the vessel, the casting direction defining a vertical direction, the inner nozzle comprising an inner nozzle plate comprising a so-called contact surface, extending in a plane substantially horizontal, called sliding plane, intended to be in sealing contact with a sliding plate slidably fed opposite the inner nozzle by a holding device and plate change.
  • the metal casing of the inner nozzle is characterized in that it comprises three distinct edges for the setting of the inner nozzle against a frame formed on the holding device and plate change.
  • each wedging flange has a so-called bearing surface intended to be in contact with the frame, extending in a substantially horizontal plane, called the support plane, and a so-called clamming surface on which a clamming system is intended to apply a clamming force.
  • the so-called clamming surface is disposed facing the bearing surface so that the clamping system and the frame sandwich the wedging flange under the action of the clamping system.
  • the envelope has walls having a thickness greater than 6 mm. This facilitates the flowability of the envelope, for example cast iron, during manufacture.
  • each clamming flange is made entirely of metal.
  • the metal flanges are solid, that is to say that there is only metal between the bearing surface and the clamping surface, so that only metal is put under stress during clamping, which spares the refractory material of the internal nozzle.
  • the invention also relates to a method of assembling a metal casing as described above and a refractory element for making a nozzle internal.
  • the invention finally relates to a method of clamping an internal nozzle in a device as described above, comprising a first step of abutment of the front transverse edge of the nozzle, followed by actuation of the first element clamming position, this first element being arranged against the rear transverse edge of the inner nozzle, then an actuation of a second and a third clamping elements, each of the second and third elements being arranged against the front transverse edge of the inner nozzle.
  • the establishment of the clamping position by the first clamping member simultaneously generates the compression of a seal for injecting gas into the inner nozzle.
  • the vertical direction corresponding to the direction of casting is indicated as the direction Z
  • the longitudinal direction corresponding to the direction of change of the plate is indicated as the direction X
  • the transverse direction is indicated as the direction Y.
  • the X, Y, Z directions are orthogonal to each other.
  • a device 10 for holding and changing a sliding plate makes it possible to transfer the metal contained in a metallurgical vessel, for example a distributor, to a container, such as one or more casting molds.
  • the device 10, represented in particular on the figure 2 is reported under the metallurgical vessel, in the vicinity of an internal nozzle 12, fixed in the bottom of the metallurgical vessel, for example by cement.
  • the internal nozzle 12 delimits a casting channel 14 and the device 10 is arranged so that it can guide a sliding plate to a casting position in which the sliding plate extends the casting channel 14 of the inner nozzle 12.
  • the device 10 comprises firstly means 16 for guiding the sliding plate from a waiting position to a casting position, for example guide rails 16.
  • the rails 16 are arranged along the longitudinal edges 17a, 17b of the device 10.
  • the device 10 further comprises means 18 for thrusting the plate in the casting position against the inner nozzle 12, for example compression springs 18, these means being arranged to exert a force on a surface bottom of each of the two longitudinal edges of the sliding plate, so as to push the plate in sealing contact against the inner nozzle 12.
  • the springs 18 are distributed along the longitudinal edges 17a, 17b of the device 10.
  • the device 10 further comprises means 20 for clamping the inner nozzle, described in more detail below, arranged to exert a force on a surface upper two opposite transverse edges of the inner nozzle 12, so as to maintain the inner nozzle bearing against the device 10.
  • the inner nozzle 12 comprises a metal casing 22, in which a refractory element 24 is cast which delimits the pouring channel 14, as shown in FIG. figure 1a .
  • the metal casing 22 reinforces the refractory element 24, it is relatively thick, its walls having a thickness greater than 6 mm (millimeters).
  • the metal casing delimits an internal nozzle plate, carrying a contact surface 26, shown in FIG. figure 1b , extending along a sliding plane parallel to the plane (X, Y).
  • the contact surface 26 is intended to be in sealing contact with the sliding plate when the latter is slidably fed in the casting position, that is to say facing the inner nozzle 12, by the device 10.
  • the surface sliding 26 is traversed by a pouring orifice 28, on which the casting channel 14 opens.
  • the envelope 22, therefore the internal nozzle 12, comprises three flanges 30a, 30b, 30c for wedging the internal nozzle 12 against the frame 31 of the device 10, namely a first 30a, a second 30b and a third flange 30c.
  • Each flange 30a, 30b, 30c has an upper surface 32a, 32b, 32c called said clamping surface, on which the clamping means 20 are intended to apply a clamping force, and a lower surface 34a, 34b, 34c said surface of support, intended to be in contact with the frame 31, in the example, the bearing surface extends in a substantially horizontal plane parallel to the plane (X, Y), called support plane.
  • the clamping surfaces 32a, 32b, 32c are each arranged facing the bearing surfaces 34a, 34b, 34c, so that the clamping means 20 and the frame 31 sandwich the wedging edges 30a, 30b, 30c under the action of the clamping means 20.
  • the wedging flanges 30a, 30b, 30c are distinct, i.e. they are separate, non-contiguous. More specifically in this example, the wedging flanges 30a, 30b, 30c protrude from a peripheral surface 36 of the plate of the inner nozzle 12, this surface 36 extending from the sliding surface 26 of the plate, preferably in a substantially vertical direction Z. Still in this example, the three wedging flanges 30a, 30b, 30c are made entirely of metal, that is to say that only metal between the bearing surfaces 34a, 34b, 34c and the clamping surfaces 32a, 32b, 32c.
  • the inner nozzle 12 has two substantially longitudinal edges 40a, 40b and two substantially transverse edges 42a, 42b, namely a front transverse edge 42b and a rear transverse edge 42a. It further comprises a vertical central vertical plane P and the three wedging flanges 30a, 30b, 30c are arranged in Y on the periphery 36 of the nozzle 12, the base 44a of the Y being disposed in the central longitudinal plane P and the two branches 44b, 44c of Y being disposed on either side of this plane P.
  • the second 30b and third 30c wedging flanges have a second 32b and a third 32c clamming surfaces, each of these second 32b and third 32c surfaces being disposed on either side of the longitudinal plane P.
  • the second and third surfaces are arranged symmetrically.
  • the surfaces 32b, 32c each have a center 32'b, 32'c positioned at an angle ⁇ (alpha) between 30 and 45 ° relative to the longitudinal plane P, with reference to the center 46 of the inner nozzle 12 , corresponding in the example to the center of the casting orifice 28.
  • each of the second 32b and third 32c clamming surfaces is included in an angular sector ⁇ (beta) between 10 and 20 ° with reference to the center 46 of the inner nozzle 12.
  • the first wedging flange 30a has a first clamping surface 32a passing through the longitudinal plane P of the nozzle 12. More specifically, the surface 32a extends substantially symmetrically with respect to the plane P, the center 32'a of this surface being positioned in the plane P.
  • the surface 32a extends in a surface included in an angular sector ⁇ (gamma) between 14 and 52 ° with reference to the center 46 of the internal nozzle .
  • the inner nozzle 12 further comprises gas injection means 48, the gas being injected into a groove in the contact surface of the inner nozzle, these means being disposed between the second 32b and the third 32c clamping surfaces.
  • the means 48 comprise one or two channels opening onto a transverse vertical surface or transverse edge 49 forming part of the peripheral surface 36 and connecting the two wedging flanges 30b, 30c.
  • the injected gas is, in this example, argon.
  • the clamping means 20 comprise three clamping elements 50a, 50b, 50c, visible on the figure 2 , arranged at Y at the periphery of the inner nozzle 12, namely a first clamping element 50a at the base of the Y, disposed on the rear part of the central longitudinal plane P and a second 50b and a third 50c clamping elements, ends of the two branches of the Y, disposed on either side of the front portion of this plane P.
  • the clamping means are arranged to exert their force on the transverse edges 42a, 42b of the inner nozzle .
  • the clamping elements 50a, 50b, 50c have a configuration complementary to the configuration of the wedging flanges 30a, 30b, 30c. So, the first 50a, the second 50b and the third 50c clamping elements respectively exert a clamping force on the first 32a, second 32b and third 32c clamping surfaces described above.
  • the clamping elements 50b, 50c are substantially identical. Only the structure of the element 50b will therefore be described, with reference to the Figures 2 and 2a .
  • the clamping element 50b is rotatably mounted about an axis 52b fixed to the frame 31, extending substantially in the transverse direction Y or slightly inclined relative to this direction.
  • the element 50b has a free end carrying a so-called clamping surface 54b intended to come into contact with the clamping surface 32b of the flange 30b, and to exert a clamping force on the surface 32b by pressing on this surface.
  • the element 50b is actuated by a rotary member 56b (pivoting about a vertical axis) forming a cam in contact with the element 50b.
  • the cam 56 when the cam 56 is rotated, it exerts a horizontal force on the free end of the element 50b, according to the arrow illustrated on the figure 2a , which has the effect of pivoting down the free end, so the surface 54b around the axis 52b.
  • the downward pivoting of the surface 54b thus generates a clamping force on the surface 32b.
  • the clamping element 50b does not exert only a downward clamping force, but also a horizontal force, intended to immobilize the rim 30b horizontally.
  • Element 50a has a shape similar to that of element 50b shown in FIG. figure 2a , except that it extends over a larger area than the element 50b.
  • the element 50a is rotatably mounted about an axis 52a fixed on the frame 31, extending in the transverse direction Y, and has a free end carrying a clamping surface 54a intended to come into contact with the clamping surface. 32a by pressing this surface.
  • the element 50a is actuated differently from the element 50b, in particular by connecting rod-crank means.
  • a rotary member 56a pivotally mounted about an axis in the example parallel to the Y direction and forming a cam in contact with a cylinder 58.
  • the cylinder 58 can translate in the X direction.
  • rod 60 forming a rod
  • one end 62 is rotatably mounted on the cylinder 58
  • the opposite end 64 is rotatably mounted around the free end of the clamping element 50a, the element 50a forming a crank.
  • the cylinder 58 also constitutes a housing for a rod 66 biased by means 68 for biasing the clamping element 50a in the rest position, namely a compression spring.
  • the clamping element 50a is movably mounted between a rest position and a clamping position, being actuated by the crank-rod system, as follows.
  • the rest position is illustrated on the figure 5a .
  • the movable member 56a is rotated about its axis, so that it moves the cylinder 58 in the horizontal direction illustrated by the arrow 70.
  • the connecting rod 60 drives the element 50a in rotation about its axis 52a, as illustrated on the Figures 5b, 5c then 5d, so that the clamping surface 54a presses on the surface 32a and the element 50a takes its position of clamoring.
  • the rod 66 abuts against the vertical wall of the flange 30a, which has the effect of compressing the spring 68 as illustrated in FIG. figure 5c then 5d. Thanks to this compression of the spring, the system can return to the rest position by simply rotating the cam member 56a. Indeed, when the element 50a is in the position of clamping, as illustrated on the figure 5d , the rotation of the member 56a allows the cylinder 58 to translate in the direction indicated by the arrow 72 under the action of the spring 68 which relaxes, and thus allows the clamping member to resume the position illustrated on the figure 5a .
  • the device 10 further comprises, between the two clamping elements 50b, 50c, two gas injection channels for the nozzle 12, opening onto a vertical transverse surface 51 of the device 10.
  • the injection channels of the device 10 are in the extension of the channels 48 of the nozzle 12, and the clamping position of the elements 50b, 50c ensures a particularly tight connection of these channels.
  • the clamping method comprises a first step of abutment of the transverse vertical surface 49 of the nozzle 12, arranged between the clamping flanges. 30b, 30c, against the transverse vertical surface 51 of the frame 31 of the device 10, followed by an actuation of the first clamping element 50a in the clamping position.
  • the first element 50a translates in accordance with the arrow 70 of the figure 5a , abuts against the flange 30a, which has the effect of pressing the inner nozzle 12 against the transverse edge 51 of the device before the device 10, so refer to it very precisely against this front edge.
  • the setting of the clamping position by the clamping element 50a simultaneously generates the compression of seals arranged in the gas injection channels 48.
  • the seals can be placed on the inner nozzle or on the device. They are preferably made of graphite.
  • the translation along the arrow 70 allows a controlled compression of the joints.
  • the clamping means exert their force on the transverse edges 42a, 42b of the inner nozzle, while the thrust means 18 exert their force on the longitudinal edges of the sliding plate, at the longitudinal edges 17a, 17b of the device 10. It comes out that pressure is exerted on substantially the entire circumference of the contact surface between the inner nozzle 12 and the sliding plate, resulting in a better seal.

Abstract

L'invention concerne un dispositif (10) de maintien et de changement d'une plaque coulissante rapporté sous un récipient métallurgique pour le transfert de métal liquide contenu dans le récipient, permettant de guider la plaque coulissante vers une position de coulée dans laquelle elle prolonge un canal de coulée (14) d'une busette interne (12) ménagée sur le récipient métallurgique, la direction de changement de plaque correspondant à une direction longitudinale (X) du dispositif, et la direction perpendiculaire à la direction de changement de plaque correspondant à une direction transversale (Y) du dispositif, la plaque coulissante et la busette interne (12) présentant chacune deux bords sensiblement longitudinaux et deux bords sensiblement transversaux. Le dispositif comprend : - des moyens (16) de guidage de la plaque coulissante depuis une position d'attente vers une position de coulée, - des moyens de poussée (18) de la plaque en position de coulée contre la busette interne (12), ces moyens étant agencés pour exercer une force sur une surface inférieure de chacun des deux bords longitudinaux de la plaque coulissante, de manière à pousser la plaque en contact étanche contre la busette interne (12), - des moyens de clamage (50a, 50b, 50c) de la busette interne (12), agencés pour exercer une force sur une surface supérieure de deux bords opposés de la busette interne (12), de façon à maintenir la busette interne (12) en appui contre un bâti du dispositif, les moyens de clamage (50a, 50b, 50c) étant agencés pour exercer leur force sur les bords transversaux de la busette interne (12).

Description

  • La présente invention concerne le domaine technique de la coulée continue de métal de liquide. Elle concerne plus précisément le clamage d'une busette interne dans une installation de coulée continue.
  • Dans une installation de coulée, le métal liquide est généralement contenu dans un récipient métallurgique, par exemple un répartiteur, avant d'être transféré dans un autre conteneur, par exemple dans un moule de coulée. Le métal est transféré du récipient vers le conteneur grâce à une busette ménagée sur le fond du récipient métallurgique, appelée busette interne (« inner nozzle » en anglais), venant en contact étanche avec une plaque coulissante de transfert (ou plaque de coulée) amenée dans le prolongement de la busette interne grâce à un dispositif de maintien et de changement de plaque, rapporté sous le récipient métallurgique. Cette plaque coulissante peut être une plaque calibrée, un tube de coulée voire une cassette comprenant deux plaques ou plus. La plaque permet de transférer le métal liquide, soit sous forme de jet libre, soit en guidant le jet lorsque la plaque est une busette externe (« pouring nozzle » ou pouring submerged nozzle en anglais), comportant un tube de coulée.
  • Un exemple d'installation est décrit dans le document EP1289696 . Afin d'assurer un contact étanche entre la busette interne et la plaque coulissante, le dispositif de maintien et de changement de plaque comporte d'une part des moyens de clamage, destinés à appuyer contre la busette interne, notamment vers le bas, et des moyens de poussée, destinés à appuyer sur la plaque coulissante, notamment vers le haut, de façon à plaquer la busette interne et la plaque l'une contre l'autre. Ces moyens de clamage et de poussée sont disposés le long des bords longitudinaux de la busette interne et de la plaque coulissante, la direction longitudinale correspondant à la direction de changement de plaque.
  • Une difficulté réside dans le fait que l'étanchéité de la jonction busette interne / plaque coulissante doit être la plus parfaite possible, sans quoi du métal liquide s'incorpore entre les deux pièces, ce qui détériore les surfaces des éléments réfractaires lors du remplacement des plaques. De plus le manque d'étanchéité (de contact entre les deux éléments réfractaires) permet à l'air de s'infiltrer, ce qui est nocif aussi bien pour les éléments réfractaires que pour la qualité du métal coulé.
  • L'invention a notamment pour but d'augmenter le contact entre la plaque de la busette interne et la plaque coulissante. L'invention a également pour but d'optimiser la répartition des contraintes dans les éléments réfractaires.
  • A cet effet, l'invention a notamment pour objet un dispositif de maintien et de changement d'une plaque coulissante rapporté sous un récipient métallurgique pour le transfert de métal liquide contenu dans le récipient, permettant de guider la plaque coulissante vers une position de coulée dans laquelle elle prolonge un canal de coulée d'une busette interne ménagée sur le récipient métallurgique, la direction de changement de plaque correspondant à une direction longitudinale du dispositif, et la direction perpendiculaire à la direction de changement de plaque correspondant à une direction transversale du dispositif, la plaque coulissante et la busette interne présentant chacune deux bords sensiblement longitudinaux et deux bords sensiblement transversaux, le dispositif comprenant :
    • des moyens de guidage de la plaque coulissante depuis une position d'attente vers une position de coulée,
    • des moyens de poussée de la plaque en position de coulée contre la busette interne, ces moyens étant agencés pour exercer une force sur une surface inférieure de chacun des deux bords longitudinaux de la plaque coulissante, de manière à pousser la plaque en contact étanche contre la busette interne,
    • des moyens de clamage de la busette interne, agencés pour exercer une force sur une surface supérieure de deux bords opposés de la busette interne, de façon à maintenir la busette interne en appui contre un bâti du dispositif,
    caractérisé en ce que les moyens de clamage sont agencés pour exercer leur force sur les bords transversaux de la busette interne.
  • Ainsi, on propose d'exercer la force de clamage le long des bords transversaux de la busette interne, de telle sorte que l'on améliore l'étanchéité au niveau des bords transversaux du plan de contact busette interne / plaque coulissante, tout en conservant une force de poussée sur les bords longitudinaux de ce plan de contact. En d'autre termes, grâce aux moyens de clamage et aux moyens de poussée ainsi disposés, on peut exercer une force imposant le contact sur sensiblement toute la circonférence du plan de contact busette interne / plaque coulissante, d'où une meilleure étanchéité donc une plus grande durée de vie des pièces et une amélioration de la qualité du métal coulé. En particulier, les inventeurs ont constaté qu'il est plus intéressant d'exercer les forces de cette façon que lorsque la force de poussée et la force de clamage sont appliquées l'une en face de l'autre, comme cela est pratiqué dans l'état de la technique, du fait que la pression forte sur les bords longitudinaux de la busette interne et de la plaque coulissante peut générer un écartement des bords transversaux respectifs.
  • Par ailleurs, les moyens de clamage ainsi positionnés dans la direction transversale peuvent en outre assurer une mise en référence de la busette interne par rapport au dispositif de maintien et de changement de plaque le long de la direction transversale, ce qui est particulièrement intéressant. En effet, la busette interne subit un certain nombre de tensions dans la direction longitudinale au cours des changements de plaque, si bien que les forces de clamage réparties dans la direction transversale permettent de caler la busette interne dans la direction longitudinale, et ainsi de l'immobiliser dans la direction longitudinale malgré les mouvements dus aux changements de plaque.
  • On entend par « moyens de clamage » (« clamping means » en anglais) des moyens de bridage de la busette interne, permettant d'exercer une pression sur la busette interne pour l'immobiliser par rapport au bâti sur lequel sont montés les moyens de clamage. Généralement, la force exercée par les moyens de clamage sur la busette interne est une force dirigée notamment vers le bas, appliquée sur une surface supérieure de la busette interne, et la force exercée par les moyens de poussée sur la plaque coulissante est une force dirigée notamment vers le haut, appliquée sur une surface inférieure de la plaque. On définit la direction verticale comme la direction d'écoulement du métal liquide à la sortie du récipient métallurgique. La direction transversale est définie comme la direction perpendiculaire aux deux autres directions verticale et longitudinale, de façon que les directions longitudinale, transversale et vertical définissent un repère orthogonal. Par ailleurs, on notera que la direction avant est définie en référence au sens de changement de plaque dans le dispositif de changement de plaque, la plaque étant déplacée de l'arrière vers l'avant pour prendre les positions successives suivantes : position d'attente (lorsqu'une autre plaque est déjà en position de coulée), position de coulée (lorsqu'un orifice de coulée ménagé sur la plaque prolonge le canal de coulée de la busette interne), position d'obturation (lorsque une surface d'obturation ménagée sur la plaque obture le canal de coulée) et position d'éjection (lorsque la face de glissement de la plaque est dégagée du récipient). On notera en outre que la busette interne et/ou la plaque coulissante sont généralement composées chacune d'une enveloppe métallique entourant un élément réfractaire. La plaque coulissante peut éventuellement comprendre une extension tubulaire. Cette extension tubulaire peut se prolonger suffisamment afin que l'extrémité de celle-ci soit immergée dans le récipient métallurgique situé en aval, par exemple le moule de coulée. On parlera, dans ce cas de busette externe. Le tube de coulée destiné à être immergé est réalisé en élément réfractaire.
  • Le dispositif peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison.
  • Le dispositif comprend un plan longitudinal central vertical ayant une partie avant et une partie arrière, une plaque subissant un glissement depuis l'arrière vers l'avant du dispositif, et les moyens de clamage comprennent trois éléments de clamage disposés en Y à la périphérie de la busette interne, à savoir un premier élément de clamage à la base du Y, disposée sur la partie arrière du plan longitudinal central et un deuxième et un troisième éléments de clamage, aux extrémités des deux branches du Y, disposées de part et d'autre de la partie avant de ce plan. Cette disposition en Y des éléments de clamage permet d'assurer de façon particulièrement satisfaisante le clamage de la busette, tout en limitant l'encombrement du système de clamage et en nécessitant un procédé de clamage particulièrement simple. De préférence, les moyens de clamage comprennent trois et uniquement trois éléments de clamage. On notera que le plan correspond à un plan longitudinal vertical central, c'est-à-dire qu'il s'étend dans les directions longitudinale et verticale du dispositif et qu'il passe par le centre du dispositif, ce centre pouvant être défini par le centre de l'orifice de coulée de la busette interne.
  • Le deuxième et le troisième éléments de clamage exercent une force de clamage sur des surfaces de la busette interne dites deuxième et troisième surfaces de clamage, chacune de ces deuxième et troisième surfaces étant disposée de part et d'autre du plan longitudinal et présentant un centre positionné à un angle compris entre 30 et 45° par rapport au plan longitudinal, en référence au centre de la busette interne.
  • Les dites deuxième et troisième surfaces de clamage sont disposées de façon symétrique par rapport au plan longitudinal.
  • On notera que pour une busette interne symétrique, dans laquelle l'orifice de coulée est disposé au centre de la surface de glissement, le centre de la busette interne correspond au centre de l'orifice de coulée de la busette interne. Par ailleurs, pour une busette asymétrique, par exemple ayant une forme générale rectangulaire et dans laquelle le canal de coulée n'est pas disposé au centre de la surface de glissement, le centre de la busette interne correspond au centre de la surface de glissement de la busette, par exemple le centre (ou point d'intersection des médianes) du rectangle circonscrit à la busette, défini sans les trois surfaces de clamage.
  • Chacune des deuxième et troisième surfaces de clamage est inclue dans un secteur angulaire compris entre 10 et 20° en référence au centre de la busette interne.
  • Le premier élément de clamage exerce une force de clamage sur une surface de la busette interne dite première surface de clamage, cette surface passant par le plan longitudinal et s'étendant de façon sensiblement symétrique par rapport à ce plan, dans une surface inclue dans un secteur angulaire compris entre 14 et 52° en référence au centre de la busette interne.
  • Les moyens de clamage comprennent au moins un premier élément de clamage, venant en appui contre une surface de clamage de la busette interne, l'élément de clamage étant monté mobile entre une position de repos et une position de clamage, en étant actionné par des moyens formant bielle-manivelle. L'utilisation d'un système bielle-manivelle permet de simplifier le procédé de clamage, de limiter l'encombrement du système de clamage et d'augmenter la force de clamage. Ce système permet le déplacement de la busette jusqu'à venir en butée avec une surface de référence du bâti. La busette est ainsi immobilisée et n'est pas entrainée pendant le remplacement de la plaque mobile.
  • Le dispositif comprend au moins un canal d'injection de gaz dans le canal de coulée de la busette interne, ce canal étant disposé entre le deuxième et le troisième élément de clamage. Ainsi, le passage en position de clamage par le premier élément de clamage peut comprimer automatiquement un joint pour l'injection de gaz.
  • L'invention a également pour objet un ensemble d'une busette interne et d'un dispositif de maintien et de changement de plaque tel que décrit ci-dessus, ainsi qu'un ensemble d'une busette interne et d'un système de clamage comportant les premier, deuxième et troisième éléments de clamage du dispositif décrit ci-dessus.
  • L'invention a par ailleurs pour objet une busette interne pour un récipient métallurgique pour le transfert de métal liquide contenu dans le récipient, la direction de coulée définissant une direction verticale, la busette interne comprenant une plaque de busette interne comprenant une surface dite de contact, s'étendant selon un plan sensiblement horizontal, appelé plan de glissement, destinée à être en contact étanche avec une plaque coulissante amenée par glissement en regard de la busette interne par un dispositif de maintien et de changement de plaque, caractérisée en ce que la plaque de la busette interne comprend trois rebords distincts de calage de la busette interne contre un bâti ménagé sur le dispositif de maintien et de changement de plaque, les trois rebords faisant saillie d'une surface périphérique de la plaque de la busette.
  • On entend par « surface périphérique » la surface s'étendant depuis la surface de glissement de la plaque, de préférence dans une direction sensiblement verticale.
  • On entend par « rebords distincts » des rebords séparés, non contigus.
  • La busette interne peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison. Des avantages de ces caractéristiques ont été développés précédemment.
  • Chaque rebord de calage présente une surface dite d'appui destinée à être en contact avec le bâti, s'étendant selon un plan sensiblement horizontal, appelé plan d'appui, et une surface dite de clamage sur laquelle un système de clamage est destiné à appliquer une force de clamage.
  • La surface dite de clamage est disposée en regard de la surface d'appui de façon que le système de clamage et le bâti prennent en sandwich le rebord de calage sous l'action du système de clamage.
  • Préférentiellement, le rebord de calage est intégralement réalisé en métal. Les surfaces d'appui ou les surfaces de clamage sont planes. De façon alternative, les surfaces peuvent présenter différentes formes, par exemple, inclinées, bombées ou rainurées. Préférentiellement, les surfaces s'étendent dans un plan sensiblement horizontal. Il est important qu'elles puissent remplir leurs rôles de surfaces d'appui ou de surfaces de clamage. De même, un élément tel que de la fibre, un joint ou un élément compressible pourrait être associé (ajouté, collé ou juxtaposé) à la surface d'appui ou de clamage. Les avantages liés à la présente invention sont conservés.
  • La busette interne comprend un plan longitudinal central vertical, dans laquelle les trois rebords de calage sont disposés en Y sur la périphérie de la busette, la base du Y étant disposée dans le plan longitudinal central et les deux branches du Y étant disposées de part et d'autre de ce plan.
  • Les deuxième et troisième rebords de calage présentent une deuxième et une troisième surfaces de clamage, chacune de ces deuxième et troisième surfaces étant disposée de part et d'autre du plan longitudinal et présentant un centre positionné à un angle compris entre 30 et 45° par rapport au plan longitudinal, en référence au centre de la busette interne.
  • Les dites deuxième et troisième surfaces de clamage de la busette sont disposées de façon symétrique par rapport au plan longitudinal.
  • Le premier rebord de clamage présente une première surface de clamage, cette surface passant par le plan longitudinal de la busette et s'étendant de façon sensiblement symétrique par rapport à ce plan, dans une surface inclue dans un secteur angulaire compris entre 14 et 52° en référence au centre de la busette interne.
  • La busette interne comprend des moyens d'injection de gaz dans le canal de coulée de la busette interne, ces moyens étant disposés entre la deuxième et la troisième surface de clamage.
  • L'invention a également pour objet une enveloppe métallique pour une busette interne telle que décrite ci-dessus. La busette est disposée sur un récipient métallurgique pour le transfert de métal liquide contenu dans le récipient, la direction de coulée définissant une direction verticale, la busette interne comprenant une plaque de busette interne comprenant une surface dite de contact, s'étendant selon un plan sensiblement horizontal, appelé plan de glissement, destinée à être en contact étanche avec une plaque coulissante amenée par glissement en regard de la busette interne par un dispositif de maintien et de changement de plaque. L'enveloppe métallique de la busette interne est caractérisée en ce qu'elle comprend trois rebords distincts pour le calage de la busette interne contre un bâti ménagé sur le dispositif de maintien et de changement de plaque. De préférence, chaque rebord de calage présente une surface dite d'appui destinée à être en contact avec le bâti, s'étendant selon un plan sensiblement horizontal, appelé plan d'appui, et une surface dite de clamage sur laquelle un système de clamage est destiné à appliquer une force de clamage. De préférence, la surface dite de clamage est disposée en regard de la surface d'appui de façon que le système de clamage et le bâti prennent en sandwich le rebord de calage sous l'action du système de clamage.
  • De préférence, l'enveloppe présente des parois ayant une épaisseur supérieure à 6 mm. On facilite ainsi la coulabilité de l'enveloppe, par exemple en fonte lamellaire, au cours de la fabrication.
  • De préférence, chaque rebord de clamage est intégralement réalisé en métal. En d'autres termes, les rebords métalliques sont pleins, c'est-à-dire qu'il n'y a que du métal entre la surface d'appui et la surface de clamage, si bien que seul du métal est mis sous contrainte lors du clamage, ce qui épargne le matériau réfractaire de la busette interne.
  • L'invention a par ailleurs pour objet un procédé d'assemblage d'une enveloppe métallique telle que décrite ci-dessus et d'un élément réfractaire pour fabriquer une busette interne.
  • L'invention a enfin pour objet un procédé de clamage d'une busette interne dans un dispositif tel que décrit ci-dessus, comprenant une première étape de mise en butée du bord transversal avant de la busette, suivie d'un actionnement du premier élément de clamage en position de clamage, ce premier élément étant disposé contre le bord transversal arrière de la busette interne, puis d'un actionnement d'un deuxième et d'un troisième éléments de clamage, chacun des deuxième et troisième éléments étant disposé contre le bord transversal avant de la busette interne.
  • De préférence, l'établissement de la position de clamage par le premier élément de clamage génère simultanément la compression d'un joint pour l'injection de gaz dans la busette interne.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif de la portée de l'invention et faite en se référant aux dessins, dans lesquels :
    • la figure 1a est une vue en perspective de dessus d'une busette interne selon un mode de réalisation ;
    • la figure 1b est une vue en perspective de dessus de la busette de la figure 1 lorsqu'elle est retournée dans la direction verticale ;
    • la figure 2 est une vue en perspective de dessus de la busette de la figure 1 dans une partie d'un dispositif de maintien et de changement de plaque ;
    • la figure 2a est une vue en coupe illustrant la structure d'un élément de clamage de la figure 2 ;
    • les figures 3 et 3a sont des vues de dessus de la busette de la figure 1 ;
    • la figure 4 est une vue en coupe de moyens de clamage de la busette de la figure 1 ; et
    • les figures 5 et 5a à 5d sont des vues en coupe selon un plan longitudinal illustrant le fonctionnement des moyens de clamage de la figure 4.
  • Dans la suite, la direction verticale correspondant à la direction de coulée est indiquée comme la direction Z, la direction longitudinale correspondant à la direction de changement de la plaque est indiquée comme la direction X, et la direction transversale est indiquée comme la direction Y. Les directions X, Y, Z sont orthogonales les unes aux autres.
  • Dans une installation de coulée continue de métal liquide, par exemple d'acier liquide, un dispositif 10 de maintien et de changement de plaque coulissante permet de transférer le métal contenu dans un récipient métallurgique, par exemple un répartiteur, vers un conteneur, tel qu'un ou plusieurs moules de coulée. Le dispositif 10, représenté notamment sur la figure 2, est rapporté sous le récipient métallurgique, au voisinage d'une busette interne 12, fixée dans le fond du récipient métallurgique, par exemple par du ciment. La busette interne 12 délimite un canal de coulée 14 et le dispositif 10 est disposé de telle sorte qu'il puisse guider une plaque coulissante vers une position de coulée dans laquelle la plaque coulissante prolonge le canal de coulée 14 de la busette interne 12. A cet effet, le dispositif 10 comporte d'une part des moyens 16 de guidage de la plaque coulissante depuis une position d'attente vers une position de coulée, par exemple des rails de guidage 16. Les rails 16 sont agencés le long des bords longitudinaux 17a, 17b du dispositif 10. Le dispositif 10 comporte par ailleurs des moyens 18 de poussée de la plaque en position de coulée contre la busette interne 12, par exemple des ressorts en compression 18, ces moyens étant agencés pour exercer une force sur une surface inférieure de chacun des deux bords longitudinaux de la plaque coulissante, de manière à pousser la plaque en contact étanche contre la busette interne 12. Comme on peut le voir sur la figure 2, les ressorts 18 sont répartis le long des bords longitudinaux 17a, 17b du dispositif 10. Le dispositif 10 comporte en outre des moyens 20 de clamage de la busette interne, décrits plus en détail dans la suite, agencés pour exercer une force sur une surface supérieure de deux bords transversaux opposés de la busette interne 12, de façon à maintenir la busette interne en appui contre le dispositif 10.
  • La busette interne 12 comprend une enveloppe métallique 22, dans laquelle est coulé un élément réfractaire 24 délimitant le canal de coulée 14, comme représenté sur la figure 1a. L'enveloppe métallique 22 permet de renforcer l'élément réfractaire 24, elle est relativement épaisse, ses parois ayant une épaisseur supérieure à 6 mm (millimètres). L'enveloppe métallique délimite une plaque de busette interne, portant une surface de contact 26, représentée sur la figure 1b, s'étendant selon un plan de glissement parallèle au plan (X, Y). La surface de contact 26 est destinée à être en contact étanche avec la plaque coulissante lorsque cette dernière est amenée par glissement en position de coulée, c'est-à-dire en regard de la busette interne 12, par le dispositif 10. La surface de glissement 26 est traversée par un orifice de coulée 28, sur lequel débouche le canal de coulée 14. L'enveloppe 22, donc la busette interne 12, comprend trois rebords 30a, 30b, 30c de calage de la busette interne 12 contre le bâti 31 du dispositif 10, à savoir un premier 30a, un deuxième 30b et un troisième rebord 30c. Chaque rebord 30a, 30b, 30c présente une surface supérieure 32a, 32b, 32c dite surface de clamage, sur laquelle les moyens de clamage 20 sont destinés à appliquer une force de clamage, et une surface inférieure 34a, 34b, 34c dite surface d'appui, destinée à être en contact avec le bâti 31, dans l'exemple, la surface d'appui s'étend selon un plan sensiblement horizontal parallèle au plan (X, Y), appelé plan d'appui. Les surfaces de clamage 32a, 32b, 32c sont chacune disposées en regard des surfaces d'appui 34a, 34b, 34c, de façon que les moyens de clamage 20 et le bâti 31 prennent en sandwich les rebords de calage 30a, 30b, 30c sous l'action des moyens de clamage 20.
  • Les rebords de calage 30a, 30b, 30c sont distincts, c'est-à-dire qu'ils sont séparés, non contigus. Plus précisément dans cet exemple, les rebords de calage 30a, 30b, 30c font saillie d'une surface périphérique 36 de la plaque de la busette interne 12, cette surface 36 s'étendant depuis la surface de glissement 26 de la plaque, de préférence dans une direction sensiblement verticale Z. Toujours dans cet exemple, les trois rebords de calage 30a, 30b, 30c sont intégralement réalisés en métal, c'est-à-dire qu'il n'y a que du métal entre les surfaces d'appui 34a, 34b, 34c et les surfaces de clamage 32a, 32b, 32c.
  • Comme on peut le voir sur la figure 3, la busette interne 12 présente deux bords sensiblement longitudinaux 40a, 40b et deux bords sensiblement transversaux 42a, 42b, à savoir un bord transversal avant 42b et un bord transversal arrière 42a. Elle comprend en outre un plan P longitudinal central vertical et les trois rebords de calage 30a, 30b, 30c sont disposés en Y sur la périphérie 36 de la busette 12, la base 44a du Y étant disposée dans le plan longitudinal central P et les deux branches 44b, 44c du Y étant disposées de part et d'autre de ce plan P. Plus précisément, les deuxième 30b et troisième 30c rebords de calage présentent une deuxième 32b et une troisième 32c surfaces de clamage, chacune de ces deuxième 32b et troisième 32c surfaces étant disposée de part et d'autre du plan longitudinal P. Dans le cas de l'exemple décrit, les deuxième et troisième surfaces sont disposées de façon symétrique. En outre, les surfaces 32b, 32c présentent chacune un centre 32'b, 32'c positionné à un angle α (alpha) compris entre 30 et 45° par rapport au plan longitudinal P, en référence au centre 46 de la busette interne 12, correspondant dans l'exemple au centre de l'orifice de coulée 28. En outre, chacune des deuxième 32b et troisième 32c surfaces de clamage est inclue dans un secteur angulaire β (bêta) compris entre 10 et 20° en référence au centre 46 de la busette interne 12. Par ailleurs, le premier rebord de calage 30a présente une première surface de clamage 32a passant par le plan longitudinal P de la busette 12. Plus précisément, la surface 32a s'étend de façon sensiblement symétrique par rapport au plan P, le centre 32'a de cette surface étant positionné dans le plan P. La surface 32a s'étend dans une surface inclue dans un secteur angulaire γ (gamma) compris entre 14 et 52° en référence au centre 46 de la busette interne.
  • La busette interne 12 comporte en outre des moyens 48 d'injection de gaz, le gaz pouvant être injecté dans une rainure de la surface de contact de la busette interne, ces moyens 48 étant disposés entre la deuxième 32b et la troisième 32c surfaces de clamage. En l'occurrence, les moyens 48 comprennent un ou deux canaux débouchant sur une surface verticale transversale ou bord transversal 49 faisant partie de la surface périphérique 36 et reliant les deux rebords de calage 30b, 30c. Le gaz injecté est, dans cet exemple, de l'argon.
  • Les moyens de clamage 20 comprennent trois éléments de clamage 50a, 50b, 50c, visibles sur la figure 2, disposés en Y à la périphérie de la busette interne 12, à savoir un premier élément de clamage 50a à la base du Y, disposée sur la partie arrière du plan longitudinal central P et un deuxième 50b et un troisième 50c éléments de clamage, aux extrémités des deux branches du Y, disposées de part et d'autre de la partie avant de ce plan P. Comme on peut le constater, les moyens de clamage sont agencés pour exercer leur force sur les bords transversaux 42a, 42b de la busette interne. Les éléments de clamage 50a, 50b, 50c ont une configuration complémentaire de la configuration des rebords de calage 30a, 30b, 30c. Ainsi, le premier 50a, le deuxième 50b et le troisième 50c éléments de clamage exercent respectivement une force de clamage sur les première 32a, deuxième 32b et troisième 32c surfaces de clamage décrites ci-dessus.
  • Les éléments de clamage 50b, 50c sont sensiblement identiques. Seule la structure de l'élément 50b va donc être décrite, en référence aux figures 2 et 2a. L'élément de clamage 50b est monté rotatif autour d'un axe 52b fixé sur le bâti 31, s'étendant sensiblement dans la direction transversale Y ou légèrement incliné par rapport à cette direction. L'élément 50b présente une extrémité libre portant une surface dite de clamage 54b, destinée à venir en contact avec la surface de clamage 32b du rebord 30b, et à exercer une force de clamage sur la surface 32b en appuyant sur cette surface. A cet effet, l'élément 50b est actionné par un organe rotatif 56b (pivotant autour d'un axe vertical) formant came en contact avec l'élément 50b. Plus précisément, lorsque la came 56 est tournée, elle exerce une force horizontale sur l'extrémité libre de l'élément 50b, conformément à la flèche illustrée sur la figure 2a, ce qui a pour effet de faire pivoter vers le bas l'extrémité libre, donc la surface 54b autour de l'axe 52b. Le pivotement vers le bas de la surface 54b génère ainsi une force de clamage sur la surface 32b. On notera que l'élément de clamage 50b n'exerce pas uniquement une force de clamage vers le bas, mais également une force horizontale, visant à immobiliser le rebord 30b horizontalement.
  • La structure de l'élément de clamage 50a va à présent être décrite, en référence aux figures 4, 5 et 5a à 5d. L'élément 50a a une forme similaire à celle de l'élément 50b représenté sur la figure 2a, hormis qu'il s'étend sur une plus grande surface que l'élément 50b. L'élément 50a est monté rotatif autour d'un axe 52a fixé sur le bâti 31, s'étendant dans la direction transversale Y, et présente une extrémité libre portant une surface de clamage 54a, destinée à venir en contact avec la surface de clamage 32a en appuyant sur cette surface. L'élément 50a est actionné de façon différente de l'élément 50b, notamment par des moyens formant bielle-manivelle. Plus précisément, il est actionné par un organe rotatif 56a monté pivotant autour d'un axe dans l'exemple parallèle à la direction Y et formant came en contact avec un cylindre 58. Le cylindre 58 peut translater dans la direction X. Il porte une tige 60 formant bielle, dont une extrémité 62 est montée rotative sur le cylindre 58 et dont l'extrémité opposée 64 est montée rotative autour de l'extrémité libre de l'élément de clamage 50a, l'élément 50a formant manivelle. Le cylindre 58 constitue par ailleurs un logement pour une tige 66 rappelée par des moyens 68 de rappel de l'élément de clamage 50a en position de repos, à savoir un ressort en compression.
  • L'élément de clamage 50a est monté mobile entre une position de repos et une position de clamage, en étant actionné par le système bielle-manivelle, de la façon suivante. La position de repos est illustrée sur la figure 5a. Pour passer en position de clamage, on fait tourner l'organe mobile 56a autour de son axe, de telle sorte qu'il déplace le cylindre 58 dans la direction horizontale illustrée par la flèche 70. Il résulte de cette translation que la bielle 60 entraîne l'élément 50a en rotation autour de son axe 52a, comme illustré sur les figures 5b, 5c puis 5d, de telle sorte que la surface de clamage 54a appuie sur la surface 32a et que l'élément 50a prenne sa position de clamage. Simultanément à la translation du cylindre 58, la tige 66 entre en butée contre la paroi verticale du rebord 30a, ce qui a pour effet de comprimer le ressort 68 comme illustré sur la figure 5c puis 5d. Grâce à cette compression du ressort, le système peut revenir en position de repos par simple rotation de l'organe formant came 56a. En effet, lorsque l'élément 50a est en position de clamage, comme illustré sur la figure 5d, la rotation de l'organe 56a permet au cylindre 58 de translater dans la direction indiquée par la flèche 72 sous l'action du u ressort 68 qui se détend, et permet donc à l'élément de clamage de reprendre la position illustrée sur la figure 5a.
  • Le dispositif 10 comporte par ailleurs, entre les deux éléments de clamage 50b, 50c, deux canaux d'injection de gaz pour la busette 12, débouchant sur une surface transversale verticale 51 du dispositif 10. Ainsi, lorsque l'élément 50a est en position de clamage, les canaux d'injection du dispositif 10 se trouvent dans le prolongement des canaux 48 de la busette 12, et la position de clamage des éléments 50b, 50c assure une jonction particulièrement étanche de ces canaux.
  • Le procédé de clamage de la busette interne 12 dans le dispositif 10 va à présent être décrit.
  • Au début du procédé de clamage, la busette 12 est simplement placée dans le bâti 31 du dispositif 10. Le procédé de clamage comprend une première étape de mise en butée de la surface verticale transversale 49 de la busette 12, disposé entre les rebords de clamage 30b, 30c, contre la surface verticale transversale 51 du bâti 31 du dispositif 10, suivie d'un actionnement du premier élément de clamage 50a en position de clamage. Ainsi, le premier élément 50a effectue une translation conformément à la flèche 70 de la figure 5a, vient en butée contre le rebord 30a, ce qui a pour effet de presser la busette interne 12 contre le bord transversal 51 avant du dispositif 10, donc de la mettre en référence de façon très précise contre ce bord avant. On comprend que l'établissement de la position de clamage par l'élément de clamage 50a génère simultanément la compression de joints disposés dans les canaux 48 d'injection de gaz. Les joints peuvent être placés sur la busette interne ou sur le dispositif. Ils sont de préférence en graphite. La translation selon la flèche 70 permet une compression contrôlée des joints. Une fois l'élément de clamage 50a en position de clamage, le procédé d'assemblage est suivi d'un actionnement, simultané ou non, des deux éléments de clamage 50b, 50c en position de clamage. Le clamage du premier élément 50a suivi, dans une seconde étape non simultanée à la première, du clamage des deux autres éléments 50b, 50c, permet un procédé particulièrement simple, l'ensemble des éléments de clamage 50a, 50b, 50c et de leurs moyens d'actionnement composant un système de clamage particulièrement avantageux.
  • Parmi les avantages de la busette 12 et du dispositif 10 décrits ci-dessus, on notera que les moyens de clamage exercent leur force sur les bords transversaux 42a, 42b de la busette interne, alors que les moyens de poussée 18 exercent leur force sur les bords longitudinaux de la plaque coulissante, au niveau des bords longitudinaux 17a, 17b du dispositif 10. Il en ressort que l'on exerce une pression sur sensiblement toute la circonférence de la surface de contact entre la busette interne 12 et la plaque coulissante, d'où une meilleure étanchéité.
  • On notera que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits.
  • En particulier, au cours du procédé d'assemblage de l'enveloppe 22 et de l'élément réfractaire 24 pour fabriquer la busette interne 12, on peut prévoir d'utiliser une enveloppe métallique 22 déjà utilisée et lui associer un nouvel élément réfractaire 24. Un élément réfractaire recyclé selon les méthodes connues de l'homme du métier peut également être utilisé.
    • 10.
    dispositif de maintien et de changement de plaque ;
    12.
    busette interne ;
    14.
    canal de coulée ;
    16.
    moyens de guidage ;
    17a, 17b
    bords longitudinaux du dispositif ;
    18.
    moyens de poussée ;
    20.
    moyens de clamage ;
    22.
    enveloppe métallique ;
    24.
    élément réfractaire ;
    26.
    surface de contact ;
    28.
    orifice de coulée ;
    30a, 30b, 30c
    rebords de calage ;
    31.
    bâti ;
    32a, 32b, 32c
    surface de clamage du rebord ;
    34a, 34b, 34c
    surface d'appui ;
    36.
    surface périphérique ;
    40a, 40b
    bords longitudinaux de la busette ;
    42a, 42b
    bords transversaux de la busette ;
    44a
    Base de Y ;
    44b, 44c
    branches du Y ;
    46.
    centre de la busette interne ;
    48.
    moyens d'injection de gaz ;
    49.
    surface verticale transversale de la busette ;
    50a, 50b, 50c
    éléments de clamage ;
    51.
    surface verticale transversale du dispositif ;
    52a, 52b
    axe d'élément de clamage ;
    54b
    surface de clamage de l'élément de clamage ;
    56a, 56b, 56c
    organe rotatif ou came ;
    58.
    cylindre ;
    60.
    tige formant bielle ;
    66.
    Tige ;
    68.
    moyens de rappel ;
    70.
    Direction horizontale ;
    72.
    Direction opposée à la direction 70.

Claims (20)

  1. Dispositif (10) de maintien et de changement d'une plaque coulissante rapporté sous un récipient métallurgique pour le transfert de métal liquide contenu dans le récipient, permettant de guider la plaque coulissante vers une position de coulée dans laquelle elle prolonge un canal de coulée (14) d'une busette interne (12) ménagée sur le récipient métallurgique, la direction de changement de plaque correspondant à une direction longitudinale (X) du dispositif, et la direction perpendiculaire à la direction de changement de plaque correspondant à une direction transversale (Y) du dispositif, la plaque coulissante et la busette interne (12) présentant chacune deux bords sensiblement longitudinaux et deux bords sensiblement transversaux, le dispositif comprenant :
    - des moyens (16) de guidage de la plaque coulissante depuis une position d'attente vers une position de coulée,
    - des moyens de poussée (18) de la plaque en position de coulée contre la busette interne (12), ces moyens étant agencés pour exercer une force sur une surface inférieure de chacun des deux bords longitudinaux de la plaque coulissante, de manière à pousser la plaque en contact étanche contre la busette interne (12),
    - des moyens de clamage (50a, 50b, 50c) de la busette interne (12), agencés pour exercer une force sur une surface supérieure de deux bords opposés de la busette interne (12), de façon à maintenir la busette interne (12) en appui contre un bâti du dispositif,
    caractérisé en ce que les moyens de clamage (50a, 50b, 50c) sont agencés pour exercer leur force sur les bords transversaux de la busette interne (12).
  2. Dispositif selon la revendication précédente, comprenant un plan (P) longitudinal central vertical ayant une partie avant et une partie arrière, une plaque subissant un glissement depuis l'arrière vers l'avant du dispositif, et dans lequel les moyens de clamage comprennent trois éléments de clamage (50a, 50b, 50c) disposés en Y à la périphérie de la busette interne (12), à savoir un premier élément de clamage (50a) à la base du Y, disposée sur la partie arrière du plan longitudinal central (P) et un deuxième (50b) et un troisième (50c) éléments de clamage, aux extrémités des deux branches du Y, disposées de part et d'autre de la partie avant de ce plan (P).
  3. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le deuxième (50b) et le troisième (50c) éléments de clamage exercent une force de clamage sur des surfaces de la busette interne (12) dites deuxième (32b) et troisième (32c) surfaces de clamage, chacune de ces deuxième et troisième surfaces étant disposée de part et d'autre du plan longitudinal (P) et présentant un centre (32'b, 32'c) positionné à un angle (alpha) compris entre 30 et 45° par rapport au plan longitudinal (P), en référence au centre (46) de la busette interne (12).
  4. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel chacune des deuxième et troisième surfaces de clamage (32b, 32c) est inclue dans un secteur angulaire (bêta) compris entre 10 et 20° en référence au centre (46) de la busette interne (12).
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel le premier élément de clamage (50a) exerce une force de clamage sur une surface de la busette interne (12) dite première surface de clamage (32a), cette surface passant par le plan longitudinal (P) et s'étendant de façon sensiblement symétrique par rapport à ce plan, dans une surface inclue dans un secteur angulaire (gamma) compris entre 14 et 52° en référence au centre (46) de la busette interne (12).
  6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, comprenant au moins un canal d'injection de gaz pour de la busette interne (12), ce canal étant disposé entre le deuxième (50b) et le troisième (50c) éléments de clamage.
  7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, dans lequel les moyens de clamage (50a, 50b, 50c) comprennent au moins un premier élément de clamage (50a), venant en appui contre une surface de clamage (32a) de la busette interne (12), l'élément de clamage étant monté mobile entre une position de repos et une position de clamage, en étant actionné par des moyens (60, 50a) formant bielle-manivelle.
  8. Ensemble d'une busette interne (12) et d'un dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
  9. Ensemble d'une busette interne (12) et d'un système de clamage (50a, 50b, 50c, 56b, 56a, 56c, 58, 60, 66, 68) comportant les premier, deuxième et troisième éléments de clamage d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 7.
  10. Busette interne (12) pour un récipient métallurgique pour le transfert de métal liquide contenu dans le récipient, la direction de coulée définissant une direction verticale, la busette interne (12) comprenant une plaque de busette interne comprenant une surface (26) dite de contact, s'étendant selon un plan sensiblement horizontal, appelé plan de glissement, destinée à être en contact étanche avec une plaque coulissante amenée par glissement en regard de la busette interne (12) par un dispositif (10) de maintien et de changement de plaque, caractérisée en ce que la plaque de la busette interne comprend trois rebords distincts (30a, 30b, 30c) de calage de la busette interne (12) contre un bâti (31) ménagé sur le dispositif (10) de maintien et de changement de plaque, dans laquelle les trois rebords (30a, 30b, 30c) font saillie d'une surface périphérique (36) de la plaque de la busette interne (12).
  11. Busette interne (12) selon la revendication précédente, dans laquelle chaque rebord de calage (30a, 30b, 30c) présente une surface (34a, 34b, 34c) dite d'appui destinée à être en contact avec le bâti (31), s'étendant selon un plan sensiblement horizontal, appelé plan d'appui, et une surface dite de clamage (32a, 32b, 32c) sur laquelle un système de clamage (50a, 50b, 50c, 56b, 56a, 56c, 58, 60, 66, 68) est destiné à appliquer une force de clamage.
  12. Busette interne (12) selon la revendication 10 ou 11, dans laquelle chaque rebord de calage (30a, 30b, 30c) présente une surface (34a, 34b, 34c) dite d'appui destinée à être en contact avec le bâti (31) et une surface dite de clamage (32a, 32b, 32c) sur laquelle un système de clamage (50a, 50b, 50c, 56b, 56a, 56c, 58, 60, 66, 68) est destiné à appliquer une force de clamage, dans laquelle la surface de clamage est disposée en regard de la surface d'appui (34a, 34b, 34c) de façon que le système de clamage et le bâti prennent en sandwich le rebord de calage (30a, 30b, 30c) sous l'action du système de clamage.
  13. Busette interne (12) selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, comprenant un plan longitudinal central vertical (P), dans laquelle les trois rebords (30a, 30b, 30c) de calage sont disposés en Y sur la périphérie de la busette, la base du Y étant disposée dans le plan longitudinal central (P) et les deux branches du Y étant disposées de part et d'autre de ce plan (P).
  14. Busette interne (12) selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, comprenant des moyens (48) d'injection de gaz dans le canal de coulée (14) de la busette interne (12), ces moyens étant disposés entre les deux branches du Y (30b, 30c).
  15. Enveloppe métallique (22) pour une busette interne (12) selon l'une quelconque des revendications 10 à 14 caractérisée en ce que l'enveloppe métallique de la busette interne (12) comprend trois rebords distincts (30a, 30b, 30c) de calage de la busette interne (12).
  16. Enveloppe métallique (22) selon la revendication précédente dans laquelle chaque rebord de calage (30a, 30b, 30c) présente une surface dite d'appui (34a, 34b, 34c) destinée à être en contact avec le bâti, s'étendant selon un plan sensiblement horizontal, appelé plan d'appui, et une surface dite de clamage (32a, 32b, 32c) sur laquelle un système de clamage (50a, 50b, 50c, 56b, 56a, 56c, 58, 60, 66, 68) est destiné à appliquer une force de clamage, disposée en regard de la surface d'appui.
  17. Enveloppe métallique (22) selon la revendication 15 ou 16 dans laquelle les trois rebords (30a, 30b, 30c) font saillie d'une surface périphérique (36) de l'enveloppe.
  18. Enveloppe métallique (22) selon l'un quelconque des revendications précédentes, présentant des parois ayant une épaisseur supérieure à 6 mm.
  19. Enveloppe métallique (22) selon l'un quelconque des revendications précédentes, dans laquelle chaque rebord de calage (30a, 30b, 30c) est intégralement réalisé en métal.
  20. Procédé de fabrication d'une busette interne (12).comprenant une étape d'assemblage d'une enveloppe métallique (22) selon l'une quelconque des revendications 14 à 19 et d'un élément réfractaire (24).
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