FR2476824A1 - Mud gun for plugging tap-holes in metallurgical furnaces - where bore of gun is coated with hard chromium to minimise abrasive wear - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne une machine pour boucher le trou de coulée de fours métallurgiques et comprenant un cylindre de pression pour l'extrusion d'une matière de bouchage par une embouchure du cylindre introduite dans le trou de coulée du four. The present invention relates to a machine for plugging the tap hole of metallurgical furnaces and comprising a pressure cylinder for the extrusion of a plugging material through a mouth of the cylinder introduced into the tap hole of the furnace.
Des machines de ce type sont utilisées pour obturer les trous de coulée de fours de réduction ou de fours de fusion, par exemple de hauts fourneaux,pour la production de fer cru ou de bas fourneaux destinés à faire fondre des métaux non ferreux, des ferro-alliages, etc. Lors dè l'opération de bouchage le canon à boucher est appliqué avec une grande force contre la face avant du four au moyen d'un dispositif pivotant et cette force d'application est naintenue au qu'å ce que la matière de bouchage plastique in jectée dans le trou de coulée du four ait durci. Machines of this type are used for sealing the tap holes of reduction or melting furnaces, for example blast furnaces, for the production of raw iron or of blast furnaces intended for melting non-ferrous metals, ferro -alloys, etc. During the capping operation, the capping barrel is applied with great force against the front face of the furnace by means of a pivoting device and this application force is maintained only when the plastic corking material in jetted in the oven tap hole has hardened.
Les exigences en ce qui concerne le bouchage et le percement rapides et sûrs des trous de coulée se sont accrues en fonction de l'augmentation du rendement des fours. The requirements for fast and safe plugging and drilling of tap holes have increased as the performance of the ovens has increased.
Pour ces raisons on utilise de plus en plus des matières de bouchage présentant une grande résistance et dont le durcissement est rapide. Cependant la ténacité des matières de bouchage à l'état de façonnage a augmente proportionnellement avec leur résistance. Les progrès obtenus par le développement de matières de bouchage de qualité élevée nécessitent la construction de machines pour le bouchage de trous de coulée dont la puissance de poussée au niveau du piston d'extrusion est supérieure à 200 daN/cm2.For these reasons, more and more sealing materials are used which have a high resistance and which harden quickly. However, the toughness of the sealing materials in the working state increases in proportion with their resistance. The progress obtained by the development of high-quality plugging materials requires the construction of machines for plugging tap holes, the thrust power of the extrusion piston being greater than 200 daN / cm2.
L'usure des éléments de la machine de bouchage qui sont en contact avec la matière de bouchage, notamment celle du cylindre de pression contenant la matière et celle du piston, est influencée défavorablement par le changement décrit des propriétés physiques des matières de bouchage. The wear of the elements of the sealing machine which are in contact with the sealing material, in particular that of the pressure cylinder containing the material and that of the piston, is adversely affected by the described change in the physical properties of the sealing materials.
Dans le passé on a construit de nombreuses machines de bouchage pour les trous de coulée en essayant d'augmenter ila résistance & l'usure du cylindre et du piston. Par la demande de brevet DE-OS 2 402 088 on connaît par exemple une machine pour le bouchage de trous de coulée comportant un piston d'extrusion qui se déplace & l'intérieur d'un cylindre contenant la matière de bouchage et présentant un segment de section importante, logé pour coulisser radialement dans une rainure périphérique et dont la face avant,tcur- née dans la direction de poussée, est partiellement dégagée tandis que sa face opposée à la direction de poussée présente la forme d'un tronc de cône et s'applique contre une surface coopérante réalisée également en forme de tronc de cône ou de manière biconvexe.Lors d'une faible pression d'extrusion le segment du piston de cette machine de bouchage connue s'applique de façon étanche contre la paroi du cylindre sous 11 effet de sa propre précontrainte et lors d'une pression d'extrusion plus élevée le segment s'écarte ou s'ouvre sous l'effet de la matière de bouchage et grâce a' un plan oblique de façon qu'il soit appliqué davantage contre la paroi du cylindre. Cette forme de réalisation du segment permet d'obtenir une bonne étanchéité entre le piston et la paroi du cylindre ce qui a pour effet d'empêcher une pénétration de la matière de bouchage dans l'interstice délimité par la paroi intérieure du cylindre et le piston et de réduire de ce fait considérablement l'abrasion produite par la matière de bouchage et l'usure du cylindre et du piston.Cette conception connue de la machine de bouchage offre l'avantage que les segments du piston,qui subissent l'effort principal et sont soumis à la plis grande usure, sont relativement bon marché et peuvent facilement être remplacés. In the past many plugging machines have been built for tap holes in an attempt to increase the resistance and wear of the cylinder and piston. Patent application DE-OS 2 402 088 discloses, for example, a machine for plugging tap holes comprising an extrusion piston which moves inside a cylinder containing the plugging material and having a segment. of large section, housed to slide radially in a peripheral groove and the front face of which, curved in the direction of thrust, is partially released while its face opposite to the direction of thrust has the shape of a truncated cone and is applied against a cooperating surface also produced in the form of a truncated cone or in a biconvex manner. At a low extrusion pressure the piston ring of this known capping machine is applied tightly against the wall of the cylinder under the effect of its own prestressing and at a higher extrusion pressure the segment moves apart or opens under the effect of the sealing material and thanks to an oblique plane so that it is applied more against the cylinder wall. This embodiment of the segment makes it possible to obtain a good seal between the piston and the wall of the cylinder, which has the effect of preventing penetration of the plugging material into the gap delimited by the internal wall of the cylinder and the piston. and thereby considerably reduce the abrasion produced by the sealing material and the wear of the cylinder and the piston. This known design of the sealing machine offers the advantage that the piston rings, which undergo the main force and are subject to heavy wear, are relatively inexpensive and can easily be replaced.
Afin d'augmenter la résistance à l'usure du piston de poussée et du cylindre contenant la matière de bouchage, on a également réalisé des machines pour le bouchage-de trous de coulée dont le cylindre est chemisé par une pièce en métal trempé. Cependant ces machines n'ont pas pu s 'im- poser dans la pratique en raison du prix de revient élevé du cylindre. In order to increase the wear resistance of the push piston and of the cylinder containing the plugging material, machines have also been produced for plugging tap holes, the cylinder of which is lined with a piece of hardened metal. However, these machines could not prevail in practice because of the high cost price of the cylinder.
On a réalisé finalement d'autres machines de bouchage comportant un cylindre dont la surface intérieure est revêtue par un procédé de revêtement à la flamme d'une couche résistant à l'usure. Ce procédé de fabrication est également très onéreux et il présente l'inconvénient que les contraintes therniques inévitables,créées lors de l'utilisation des machines de bouchage par la matière en fusion s'écoulant des fours, provoquent des fissures et des écailles dans la couche résistant à l'usure et recouvrant la paroi intérieure du cylindre qui de ce fait devient inutilisable. Finally, other capping machines were produced comprising a cylinder, the inner surface of which is coated by a flame coating process with a wear-resistant layer. This manufacturing process is also very expensive and has the disadvantage that the inevitable thernic stresses created during the use of plugging machines by the molten material flowing from the ovens, cause cracks and scales in the layer. resistant to wear and covering the inner wall of the cylinder which thereby becomes unusable.
On connatt, en outre, des machines de bouchage dont le cylindre est réalisé en une matière de très grande qualité et résistant à l'usure. Le prix de revient de ces machines est très élevé en raison du prix de ces matières et des difficultés apparaissant lors de leur soudage. We know, in addition, capping machines whose cylinder is made of a very high quality material and resistant to wear. The cost price of these machines is very high due to the price of these materials and the difficulties arising during their welding.
La présente invention a pour objet de créer une machine pour le bouchage de trous de coulée qui tout en étant d'un prix de revient raisonnable comporte un cylindre pour la matière de bouchage et un piston d'extrusion qui présentent une grande résistance à l'usure. The object of the present invention is to create a machine for plugging tap holes which, while being reasonably priced, comprises a cylinder for plugging material and an extrusion piston which have great resistance to wear.
Ces problèmes sont résolus conformément à l'invention par une machine du type mentionné qui est caractérisée en ce que la intérieure du cylindre de pression,réalisé en une matière d'une résistance de base déterminée, est revAtue d'une couche en chrome dur. These problems are solved in accordance with the invention by a machine of the type mentioned which is characterized in that the interior of the pressure cylinder, made of a material of a determined basic resistance, is coated with a layer of hard chromium.
Selon une autre caractéristique de l'invention l'étanchéité entre le piston de poussée et la paroi intérieure du cylindre contenant la matière de bouchage est assurée par au moins un segment. According to another characteristic of the invention, the seal between the thrust piston and the interior wall of the cylinder containing the plugging material is ensured by at least one segment.
La présente invention concerne également un procédé pour la fabrication du cylindre de pression contenant la matière de bouchage et destiné à la machine de bouchage suivant l'invention, ce procédé étant caractérisé en ce que la couche en chrome dur est rectifiée pour présenter une cote finale définie après son application sur la paroi intérieure du cylindre d'extrusion destiné à contenir la matière de bouchage. The present invention also relates to a method for manufacturing the pressure cylinder containing the plugging material and intended for the plugging machine according to the invention, this method being characterized in that the hard chrome layer is rectified to have a final dimension defined after its application on the inner wall of the extrusion cylinder intended to contain the plugging material.
Un autre procédé de fabrication du cylindre d'extrusion est caractérisé en ce que les bords de la couche en chrome dur appliquée sur la paroi intérieure du cylindre d'extrusion sont ébavurés. Another method of manufacturing the extrusion cylinder is characterized in that the edges of the hard chrome layer applied to the interior wall of the extrusion cylinder are deburred.
Diverses autres caractéristiques de l'invention res sortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Various other characteristics of the invention also emerge from the detailed description which follows.
Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. An embodiment of the object of the invention is shown, by way of nonlimiting example, in the accompanying drawing.
La figure unique représente schématiquement et en coupe longitudinale une machine suivant l'invention et destinée au bouchage de trous de coulée de fours métallurgiques. The single figure shows schematically and in longitudinal section a machine according to the invention and intended for plugging tap holes of metallurgical furnaces.
La machine de bouchage de trous de coulée est constituée essentiellement par un cylindre d'extrusion 1 présentant une ouverture de remplissage 2,pour la matière de bouchage 3, et par un piston de poussée 4 pouvant être déplacé à l'intérieur du cylindre 1 par une commande électrohydraulique 5. L'étanchéité entre le piston 4 et la paroi intérieure 7 du cylindre 1 est assurée par un segment 6 pouvant coulisser radialement. Lorsque le piston 4 est avancé la matière de bouchage 3 est extrudée et poussée dans le trou de coulée d'un four par une embouchure 8 prévue sur l'extrémité avant du cylindre 1. The tap hole plugging machine is essentially constituted by an extrusion cylinder 1 having a filling opening 2, for the plugging material 3, and by a push piston 4 which can be moved inside the cylinder 1 by an electro-hydraulic control 5. The seal between the piston 4 and the inner wall 7 of the cylinder 1 is provided by a segment 6 which can slide radially. When the piston 4 is advanced, the plugging material 3 is extruded and pushed into the taphole of an oven by a mouth 8 provided on the front end of the cylinder 1.
Le cylindre d'extrusion 1 contenant la matière de bouchage est réalisé par moulage ou par soudage en une matière présentant une résistance de base déterminée. La paroi intérieure 7 du cylindre d'extrusion 1 est revêtue d'une couche en chrome dur 9 qui est réaliséepar un procédé connu. L'épaisseur de la couche en chrome dur 9 est fonction du type de machine et elle peut être comprise entre 0,1 et 0,2 mm lorsqu'il s'agit de machines pour des hauts fourneaux. The extrusion cylinder 1 containing the sealing material is produced by molding or by welding in a material having a determined basic resistance. The inner wall 7 of the extrusion cylinder 1 is coated with a layer of hard chromium 9 which is produced by a known method. The thickness of the hard chrome layer 9 depends on the type of machine and can be between 0.1 and 0.2 mm in the case of machines for blast furnaces.
La couche en chrome dur 9 appliquée sur la paroi intérieure 7 du cylindre d'extrusion 1 est rectifiée à la machine à une cote finale définie ou on ne procède qu'a' un ébarbage des bords de cette couche 9. The hard chrome layer 9 applied to the inner wall 7 of the extrusion cylinder 1 is machine-ground to a defined final dimension or only the edges of this layer 9 are deburred.
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