FR2713524A1

FR2713524A1 - Device for sliding stoppers of molten steel casting ladles

Info

Publication number: FR2713524A1
Application number: FR9314834A
Authority: FR
Inventors: Detalle Anne; Detalle Catherine
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-12-07
Filing date: 1993-12-07
Publication date: 1995-06-16

Abstract

A device is claimed for the sliding stoppers of molten metal casting ladles, partic. for steel, which incorporates one or more refractory security elements juxtaposed with one or more of the plates of the sliding stopper to ensure the sealing of the device during closing. The objective of these security elements is to ensure that when infiltration of molten metal is detected a security plate (6) is rapidly brought into place providing a new plate that immediately re-establishes the sealing and arrests the infiltration.

Description

PLAQUES ET ELDN COMPOSTES POUR FERMIIUR À
TIROIR ET AUTRES DISPOSITIEsS
La présente invention concerne principalement les plaques et éléments céramiques employés dans les fermetures coulissantes destinées à la coulée des métaux liquides en général, et de l'acier en particulier.PLATES AND ELDN COMPOUNDS FOR
DRAWER AND OTHER PROVISIONS
The present invention mainly relates to ceramic plates and elements used in sliding closures intended for the casting of liquid metals in general, and of steel in particular.

Parmi les dispositifs permettant de procéder à la vidange des conteneurs de métaux liquides comme l'acier, l'un des plus répandus est celui dit à tiroir. Among the devices for emptying containers of liquid metals such as steel, one of the most widely used is the so-called drawer.

Celui-ci consiste essentiellement à faire glisser l'une sur l'autre deux plaques en matériau approprié, réfractaire dans le cas des métaux liquides. This essentially consists in sliding one over the other two plates of suitable material, refractory in the case of liquid metals.

L'une de ces plaques est fixe, l'autre mobile ; elles sont munies d'un orifice de diamètre approprié. One of these plates is fixed, the other mobile; they are provided with an orifice of suitable diameter.

La coïncidence plus ou moins grande des orifices permet de régler le débit. The greater or lesser coincidence of the orifices makes it possible to adjust the flow rate.

Leur non coïncidence stoppe la vidange. Their non-coincidence stops the emptying.

Le déplacement relatif des plaques peut être linéaire ou rotatif:
- dans le premier cas, le ou les orifices de la plaque mobile se déplace suivant une droite
- dans le second cas, le ou les orifices de la plaque mobile se déplace suivant un cercle
I1 est connu que l'irruption du métal liquide dans les orifices de coulée des éléments réfractaires provoque un choc thermique brutal qui entraîne en général des fissurations gênantes dont les effets sont entre autres
- la limitation des possibilités de réutilisation des différents éléments réfractaires, notamment les plaques
- l'aspiration d'air ambiant au sein du métal en fusion, avec les risques de pollution par l'oxygène et l'azote qui en résultent
A l'origine, les plaques des systèmes de fermetures à tiroir étaient maçonnées dans des logements usinés à l'intérieur du châssis et dans des coulisseaux très rigides.The relative movement of the plates can be linear or rotary:
- in the first case, the opening (s) of the movable plate moves along a straight line
- in the second case, the opening (s) of the movable plate moves in a circle
I1 is known that the irruption of the liquid metal in the orifices of the refractory elements causes a sudden thermal shock which generally causes annoying cracks whose effects are inter alia
- limiting the possibilities of reuse of the various refractory elements, in particular the plates
- the intake of ambient air within the molten metal, with the resulting risks of pollution by oxygen and nitrogen
Originally, the plates of the drawer closing systems were built in housings machined inside the chassis and in very rigid slides.

Les besoins de simplicité et de productivité ont conduit les constructeurs de fermetures à tiroir à développer des systèmes où les plaques sont préalablement enrobées de tôles plus ou moins épaisses, ce qui permet un assemblage rapide de type mécanique. The need for simplicity and productivity has led manufacturers of drawer closures to develop systems where the plates are previously coated with more or less thick sheets, which allows rapid assembly of the mechanical type.

L'inconvénient est que les réfractaires ne sont plus solidement "calés" et dès lors les fissures dues aux chocs thermiques ont tendance à s'ouvrir et à se propager. The disadvantage is that the refractories are no longer securely "wedged" and therefore the cracks due to thermal shocks tend to open and spread.

Cet état de fait s'est révélé particulièrement sensible lors de l'utilisation de plaques en zircone, dont les cycles de dilatation ne sont pas réversibles. This state of affairs has proved to be particularly sensitive when using zirconia plates, the expansion cycles of which are not reversible.

Certains fabricants ont cherché à y remédier en installant autour de chaque plaque une sorte de bandage en acier épais, par une technique analogue au frettage, et en mettant un insert de haute qualité autour de l'orifice de coulée. Some manufacturers have sought to remedy this by installing around each plate a kind of thick steel bandage, by a technique analogous to hooping, and by putting a high quality insert around the pouring orifice.

Finalement il est apparu que la forme ronde à trou axiale était la forme optimale pour la réalisation de plaques destinées à équiper des fermetures à tiroir à déplacement linéaire : seule cette forme permet une dilatation harmonieuse du réfractaire, aussi bien pour l'insert central que pour le matériau d'entourage. Finally it appeared that the round shape with axial hole was the optimal shape for the realization of plates intended to equip closures with drawer with linear displacement: only this shape allows a harmonious expansion of the refractory, as well for the central insert as for the surrounding material.

Il est également nécessaire, en cours d'utilisation, de faire pivoter la plaque sur elle-même autour de son axe, afin de répartir l'usure provoquée par le passage du métal liquide tout autour de l'orifice de coulée. It is also necessary, during use, to pivot the plate on itself around its axis, in order to distribute the wear caused by the passage of the liquid metal all around the pouring orifice.

On peut ainsi imaginer, par des rotations adéquates, garder un orifice de coulée bien rond et non ovale comme c'est le cas pour tous les systèmes connus. One can thus imagine, by adequate rotations, keep a well round and non-oval pouring orifice as is the case for all known systems.

Néanmoins, si l'on veut éviter d'avoir à réaliser des plaques de diamètre excessif, il faut limiter la course du système et se contenter d'un écart entre les positions extrêmes des axes équivalent à environ 1,5 fois le diamètre de coulée. However, if we want to avoid having to produce plates of excessive diameter, we must limit the stroke of the system and be satisfied with a difference between the extreme positions of the axes equivalent to about 1.5 times the casting diameter .

Si les performances des plaques rondes à trou axial permettent de travailler avec une course réduite, les utilisateurs, en particulier les aciéristes, aimeraient disposer d'une marge de sécurité supplémentaire. If the performance of round plates with an axial hole makes it possible to work with a reduced stroke, users, in particular steelmakers, would like to have an additional margin of safety.

En effet, il arrive qu'un mauvais montage, l'inadaptation de la qualité du réfractaire de la plaque aux conditions de coulées ou une usure excessive de celle-ci, usure due par exemple à des réutilisations trop nombreuses, conduise à un début d'infiltration (appelé "languette") entre les plaques. Indeed, it happens that a bad assembly, the inadequacy of the quality of the refractory of the plate to the casting conditions or excessive wear thereof, wear due for example to too many re-uses, leads to a start of 'infiltration (called "tongue") between the plates.

L'acier cherche alors un chemin pour s'échapper à l'extérieur et provoquer ainsi une infiltration, puis une percée, dont les conséquences peuvent être très graves. The steel then seeks a way to escape outside and thus cause an infiltration, then a breakthrough, the consequences of which can be very serious.

Dans une telle situation il est utile de disposer d'une "réserve" de course pour le tiroir, de manière à décaler rapidement l'orifice d'arrivée de la plaque fixe et l'orifice d'évacuation de la plaque mobile, stoppant ainsi le début d'infiltration : en mettant en coïncidence des surfaces de réfractaire non encore utilisées, l'étanchéité est rétablie et l'infiltration stoppée. In such a situation, it is useful to have a "reserve" of travel for the drawer, so as to quickly offset the inlet orifice of the fixed plate and the evacuation orifice of the movable plate, thus stopping the beginning of infiltration: by putting the refractory surfaces not yet used in coincidence, the seal is restored and the infiltration stopped.

La présente invention a pour but de garder un diamètre raisonnable aux plaques rondes à trou axial, tout en assurant une réserve de sécurité. The object of the present invention is to keep a reasonable diameter for round plates with an axial hole, while ensuring a safety reserve.

Pour ce faire, une plaque réfractaire de forme adéquate est juxtaposée au contact de la plaque ronde, dans l'axe de coulissement du système (voir Fig. 1). To do this, a refractory plate of suitable shape is juxtaposed in contact with the round plate, in the sliding axis of the system (see Fig. 1).

Pendant la coulée, l'ensemble des deux plaques coulisse normalement, et la zone de régulation est figurée par la position 4 de la
Figure 1, la plaque ronde restant libre de tourner sur elle-même.During casting, the assembly of the two plates slides normally, and the regulation zone is represented by position 4 of the
Figure 1, the round plate remaining free to rotate on itself.

Au moment de la fermeture, l'orifice d'alimentation de la plaque supérieure est positionné en 5. At the time of closing, the supply opening of the upper plate is positioned at 5.

En cas de début d'infiltration, le vérin qui sert au déplacement de l'ensemble des deux plaques positionnera rapidement l'orifice de la plaque supérieure en (6) ; la plaque de sécurité (6) étant neuve, l'étanchéité sera immédiatement rétablie et l'infiltration arrêtée. In the event of the beginning of infiltration, the jack which is used to move the assembly of the two plates will quickly position the orifice of the upper plate at (6); the safety plate (6) being new, the sealing will be immediately restored and the infiltration stopped.

Lors du démontage, la plaque de sécurité sera remplacée si elle est abîmée, de manière à garder intacte la sécurité de fonctionnement de l'ensemble. During disassembly, the safety plate will be replaced if it is damaged, so as to keep the operational safety of the assembly intact.

Le joint existant entre la plaque de travail et la plaque complémentaire de sécurité devra être suffisamment fin pour ne pas créer de problème lors du passage de la position (5) à (6): cela ne pose pas de problème en l'état actuel des techniques de fabrication. The existing joint between the work plate and the additional safety plate must be thin enough not to create a problem when changing from position (5) to (6): this does not pose a problem in the current state of manufacturing techniques.

Cette conception conduit à un autre développement de l'idée de base de la présente invention, à savoir la réalisation de plaques par éléments juxtaposés (voir Fig. 2). This design leads to another development of the basic idea of the present invention, namely the production of plates by juxtaposed elements (see Fig. 2).

Une telle conception représentée par la Figure 2, conduit à réaliser non plus des plaques complètes, mais des familles d'éléments standards, qui se juxtaposent, de manière à réaliser des plaques de dimensions variables. Such a design shown in Figure 2, leads to no longer complete plates, but families of standard elements, which are juxtaposed, so as to produce plates of variable dimensions.

L'insert central garantit l'étanchéité au voisinage de l'orifice de coulée, tandis que le cerclage extérieur presse les éléments les uns contre les autres, formant un assemblage rigide. The central insert guarantees sealing in the vicinity of the pouring orifice, while the external strapping presses the elements against each other, forming a rigid assembly.

Les avantages d'une telle conception sont:
- facilité de fabrication
- meilleur pressage des éléments, dont la taille est réduite
- suppression des contraintes thermiques internes et des fissures puisque les joints jouent le rôle de "pièges" à contraintes
La conception de plaques réfractaires par éléments juxtaposés est adaptable à tous les types de fermetures à tiroir linéaires et rotatives. The advantages of such a design are:
- ease of manufacture
- better pressing of the elements, whose size is reduced
- removal of internal thermal stresses and cracks since the joints play the role of stress "traps"
The design of refractory plates by juxtaposed elements is adaptable to all types of linear and rotary drawer closures.

Claims

1. Drawer closure device intended for the pouring of liquid metals, in particular steel, characterized by the presence of one or more refractory safety elements juxtaposed to one or more of the plates of the device, and intended to ensure the tightness of the device when it is closed.

2. Device according to Claim 1 characterized in that the safety refractory element is located on the sliding axis of the system, in the direction of closure (Fig. 1).

3. Device according to Claims 1 & 2, characterized in that the safety refractory element has an appropriate shape so as to present only a minimal seal with the plate of the existing system and that it is kept firmly in contact with it by an adequate support.

4. Device according to Claims 1, 2 and 3, characterized in that in the case of round plates the refractory safety element allows the rotation of these (Fig. 1).

5. Device according to Claims 1, 2, 3 and 4, characterized in that the safety refractory element is only changed according to its use, during emergency closings, and that its lifespan is therefore longer and independent of that of normal plates.

6. Device according to any one of Claims 1 to 4 and 5, characterized in that the main plate is of minimum size, necessary to ensure the function of regulating the flow, the opening and closing functions being systematically ensured by the additional security element.

7. Device according to any one of Claims 1 to 4 and 5, characterized in that the safety refractory element can be adapted to other types of plates, not round, and to other closure systems with drawer.

8. Device according to Claim 1, characterized in that the plates used in drawer closure systems are produced by juxtaposition of refractory elements belonging to a limited number of families of shapes and making it possible to produce different sizes of plates around '' a central monobloc insert (see Fig. 2).

9. Device according to Claims 1 and 7, characterized in that the various refractory elements constituting the plate are held firmly assembled by a strapping or any other suitable device (see Fig. 2)