LU81399A1 - Vanne tournante pour la coulee d'un metal liquide - Google Patents

Description

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La présente invention se rapporte aux vannes tournantes pour poches de coulée, décrites dans les Brevets Allemand 2 411 800 et Suisse 374 454, vannes dont le but de principe e3t d'adapter deux buses ou tubes de coulée différents à une seule ouverture de coulée en lingotière à la partie 5 inférieure d'une poche de coulée en lingotière. Le principal avantage de la vanne de type tournant est que la portion non perforée de la pièce en rotation y dispose d'une plus grande longueur de course que dans la vanne de type à mouvement alternatif, ce qui réduit l'érosion et les percements,

Les aciers à haute teneur en manganèse ont une action êrosive 10 marquée. Dans un atelier possédant une poche de coulée de 300 tonnes, où l'on coule des lingots de cinq tonnes, il faut 60 coupures distinctes pour vider la poche, Une vanne coulissante à mouvement alternatif typique ne résisterait pas pendant autant de coupures. Par conséquent l'avantage de la vanne tournante, qui permet d'obtenir ce nombre de coupures, est évident, Les vannes du type corres-15 pondant à la technique actuelle toutefois sont de construction spéciale et n'assurent pas le remplacement facile et rapide des buses.

Un autre problème auquel il faut faire face dans la coulée de métal fondu en lingotière est le blocage du métal au bord inférieur du tube de coulée. On désigne ce phénomène sous le nom de formation d'un loup. Une fois 20 commencée cette formation d'un loup, cette première formation d'un métal bloqué fournit une surface permettant la poursuite de ce blocage. En utilisant un matériau à basse conductivité, on peut traiter avec succès ce phénomène de blocage ou de formation de loup, mais un tel matériau s'érode plus rapidement et il faut donc pouvoir remplacer cette buse pendant la durée de vie de la vanne. 25 De plus, s'il est prévu une buse inférieure remplaçable, on peut utiliser un trou plus petit pour démarrer la coulée lorsque la pression est élevée et lorsque la pression diminue, l'érosion va ouvrir le trou et maintenir ainsi le mime débit de coulée.

Lorsque l'on utilise un tube noyé, lorsque la poche s'obstrue, il 30 est très difficile d'y ouvrir un trou de coulée. Avec une vanne tournante à tube court, on peut utiliser une lance à oxygène pour ouvrir ce trou de coulée puis on fait tourner la vanne pour commencer la coulée par le tube noyé. On peut également rapporter le tube noyé après remplissage de la poche ä l'aide d'une fixation-baïonnette.

- 25 L'invention se rapporte ä une vanne tournante pour poches de coulée en lingotière de métaux fondus et en particulier aux vannes dans lesquelles on peut remplacer la partie inférieure de la buse de la porte tournante. Pour permettre ce remplacement, le matériau métallique qui forme boîtier pour 2 + J,a plaque tournante ainsi que ses prolongements formant buse comportent dûs moyens de fixation par interverrouillage qui permettent la dépose et le rern ' placement d’une partie inférieure d’une buse pour les remplacer* particulièrement lorsqu’il se produit de l’érosion ou une formation de loup, L'invent.ien a 5 également pour objet une plaque supérieure et une porte tournante qui sont constituées de pièces identiques, deux ou plus sur la plaque supérieure et deux ou plus sur la porte tournante. Les buses utilisées sur la plaque supérieure s'engagent, en s'y adaptant, dans des collets prévus sur des évidements circulaires sur la plaque, dans le but qu’il ne puisse pas se produire d’érosion 10 ou que de l'acier fondu ne puisse pas venir directement au contact de la plaque supérieure ou de la plaque de porte tournante sauf dans la situation de coupure. De cette façon les deux ouvertures peuvent être faites de différentes céramiques présentant les caractéristiques appropriées vis à vis de l'érosion et de la conductivité pour s'adapter au type de métal a couler.

15 La méthode de l'invention comporte les stades de montage de la plaque supérieure et de la porte tournante à partir de quatre ou plus pièces identiques, chacune étant placée en face d'une pièce semblable et définissant des pièces de réception de base qui présentent un collet extensible qui vient se loger dans la rainure correspondante de la pièce formant bouchon ou buse. On monte 20 alors ces pièces et on les bloque dans un boîtier pour les fixer de façon t ce qu'il ne se présente pas de fuite entre elles, La pièce inférieure comporte de plus des logements pour buse avec prolongements type verrou qui permettant l'insertion et la dépose du prolongement de buse. Cette méthode permet efficacement l'insertion de prolongements de buse de diamètre d'alésage plus grand et 25 moins grand ainsi que l’utilisation de pièces rapportées â basse conductivité pour combattre le blocage et la formation de loup qui se produiraient à defaut lors de la coulée de certains aciers au moyen de céramique à haute conductivité présentant de meilleures caractéristiques vis à vis de l’érosion»

Par conséquent l’objet principal de l'invention est de fout:·:; s 30 vanne tournante dans laquelle on puisse changer facilement la partie ioféri ; des buses de coulée.

Un autre objet de l'invention se rapporte à une vanne tournante dont les portions de coulée et la portion non perforée soient formées â parti’’ d’un secteur unique et consiste à assurer la retenue mécanique des différents ,35 éléments de coulée que l'on peut former à partir du matériau céramique le plus souhaitable pour le métal et l'opération de coulée particuliers. Un autre objet de l'invention est encore de fournir une méthode de montage d’une vanne tournante â partie réfractaire remplaçable qui permette d'adapter la plaque S’jpé·" rieure et la porte tournante aux conditions de coulée d'un client donnés sans* 3 «r nécessiter d'outillage important ni de stock important de plaques supérieures, portes tournantes et tubes de coulée, C'est encore un autre objet de l'invention de fournir une méthode pour compenser la différence de pression statique dans une poche de coulée en 5 lingotiêre entre le début et la fin de la coulée avec des débits variant largement.

Un autre objet de l'invention est de fournir une vanne tournante et une méthode pour la fabriquer qui soit intrinsèquement sûre en service et qui réduise le risque de percement, fuite, et toute condition de coulée ouverte 10 non contrôlable par l'opérateur.

Un autre objet de l'invention est de fournir une vanne tournante dont l'entretien soit facile et rapide avec remplacement des pièces réfractaires par une main d’oeuvre non technique et inexpérimentée, dans les conditions de travail défavorables d'une fosse de coulée en aciérie.

15 Ces deux derniers objectifs sont atteints en utilisant des dispo sitifs de pression répartis sous toute la surface de la plaque tournante pour la rappeler constamment vers le haut contre la plaque fixe. La pression fournie par ces dispositifs de pression est suffisante pour donner à la plaque et à son boîtier métallique qui l'entoure une flèche suffisante, restant dans la limite 20 élastique, pour que la plaque tournante s'adapte à la plaque fixe même si cette plaque fixe n'est pas complètement plane. L'élasticité des dispositifs de pression permet également des écarts d'épaisseur de plaque et des dépassements de course lorsque l'on utilise des dispositifs tels que des dispositifs a bascule, dans la réalisation représentée, pour fixer le châssis support à la 25 poche.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels :

La Figure 1 est une vue en élévation de la partie inférieure d'une poche de 30 coulée utilisant une vanne tournante objet de l'invention,

La Figure 2 est une vue inférieure de la vanne à porte tournante de la Fig,l montrant la même partie à même échelle,

La Figure 3 est une section de la vanne tournante de la Fig,2 prise le long de la ligne III-III de la Fig,2 et montrant la partie inférieure des 35 buses à diamètre différent dans la porte tournante,

La Figure 4 est une coupe longitudinale prise selon la ligne IV-IV de la Fig,2 et montrant en tireté ponctué la position ouverte et fermée du châssis de la porte tournante,

La Figure 5 est une coupe horizontale prise le long de la ligne V-V de la Fig,3 4 * et montrant la partie intérieure de la vanne tournante et plus particulièrement le mécanisme à engrenage pour son entraînement,

La Figure 6 est une vue éclatée représentant la méthode de formation de la plaque supérieure à partir de deux pièces identiques, 5 La Figure 7 est une vue éclatée de la méthode de formation de la porte tournante à deux buses en utilisant les deux mêmes pièces déjà utilisées en ce qui concerne la plaque supérieure et représentant de plus la méthode de dépose des deux prolongements inférieurs de buse, » La Figure 8 est une vue éclatée de la porte tournante de la Fig,7, mais selon . jo une réalisation variante ne comportant qu'une seule buse,

La Figure 9, comme les Fig,8 et 7, est une vue éclatée de la porte tournante mais selon une autre variante de réalisation présentant six buses. L'invention trouve son utilité principale en liaison avec une poche de coulée V telle que représentée sur la Fig.!, cette poche de coulée 15 étant en principe une poche de coulée en lingotière de métal fondu, habituellement de l'acier, Néanmoins on prend également en considération d'autres métaux fondus. La vanne tournante R représentée sur la Fig.l, est placée en dessous de la poche V et comporte une seule ouverture de coulée fonctionnant à tout moment et s'étendant en dessous du boîtier jg comme représenté sur la 20 Fig.l, De façon plus spécifique, comme on le voit sur la Fig,2 qui représente une vue par dessous, la vanne tournante R comporte un prolongement formant buse 52 à grande ouverture de coulée et un prolongement formant buse 54 à petite ouverture de coulée et s'étendant en dessous d’une couronne support 62 du support 61 de la porte tournante, 25 En regardant maintenant la Fig.3 on verra que la poche V comporte une enveloppe métallique 10 à sa partie la plus extérieure et une chemise réfractaire 11 à l'intérieur. Un trou est prévu dans la partie centrale inférieure de la chemise réfractaire 11 pour y monter un bloc 12 formant puits qui de plus contient en son intérieur une buse de travail 14 qui est en coitimni 30 cation, pour réaliser la coulée, avec la partie inférieure de la poche V.

Il est souhaitable qu'un collet de sécurité 15 soit prévu tout autour de la buse de travail 14 et soit fixé au boîtier 16 et à son flasque de montage 18, Le boîtier 16 de la vanne tournante R s'étend tout autour de la vanne tournante R mais sa partie supérieure 18 définit le flasque de montage 35 qui, comme on le voit sur la Fig,4, est fixé à l'enveloppe métallique 10 de la poche de coulée V au moyen des boulons de montage 19,

Une plaque supérieure 20 (comme on le voit sur la Fig,3) est placée à l'intérieur de la couronne de blocage 17 de plaque supérieure, couronne qui dépend de la plaque de montage 18, Une porte tournante 40 est placée 5 sous la plaque supérieure 20 et maintenue contre cette plaque supérieure au moyen de dispositifs de pression 60 qui sont disposés à l'intérieur du support 61 de porte tournante. Ce support de porte tournante, à son tour, comporte une face inférieure placée en tête de la portion annulaire support 62 qui est fixée par 5 des boulons (non représentés) au châssis 63 de la porte tournante. De plus, comme on le notera sur la Fig.3, un écran 64 contre les projections est prévu tout autour des boîtiers des buses 50. La méthode prévue pour déposer la plaque supérieure ainsi que la porte tournante 20, 40 est représentée sur la Fig.4, où . l'on peut voir que le châssis 63 de porte tournante est fixé à l'intérieur du 10 boîtier 16 au moyen d'une bascule pivotante 65 fixée au flasque de montage 18, bascule qui comporte un actionneur de bascule pivotant 66 permettant de faire , pivoter le support 61 de sorte qu'il se trouve à une distance du flasque de montage 18 supérieure à celle qu'il a en position normale. De la même façon, à un endroit qui se trouve côté opposé du châssis 63 de porte tournante, il est 15 prévu une bascule à verrou 68 dans laquelle s'engage un actionneur de bascule à verrou 69, ce qui permet d'abaisser et de basculer le châssis 63 de porte tournante pour lui donner une position correspondant à la ligne en tireté ponctué de la Fig.4 pour dépose et entretien.

Se reportant maintenant à la Fig.5, on peut voir que le support 61 20 de porte est entraîné au moyen d'une roue dentée 70. Un évidement 72 pour la porte tournante est prévu à l'intérieur de la roue dentée 70 et reçoit cette porte tournante 40 qui est fixée en position au moyen des plats de l'évidement pour la porte tournante, qui viennent correspondre aux plats 44 de cette porte tournante et à la partie courbe 42 de la porte tournante, comme représenté sur 25 la Fig.7. La roue dentée 70 est entraînée par un pignon d'entraînement 75 dont la denture 74 engrène avec les dents 71 de la roue par un mécanisme d'entraînement 76 (voir Fig.2), ce pignon d'entraînement 75 étant actionné pour effectuer une rotation de la porte tournante 40.

La construction spécifique de la plaque supérieure 20 est mise 30 en lumière sur la Fig.6 où on peut voir qu'il est prévu un boîtier métallique 21 qui comporte des parois latérales 22 présentant une courbure opposée et des plats de verrouillage se faisant face 44. Il est prévu une paire de plaques réfractaires identiques 25, dont chacune comporte deux évidements semi-circulaires 26 comprenant un collet de verrouillage 28 et une partie en dépouille 29. 35 xjne buse 30 de plaque supérieure s'engage dans deux des évidements semi-circulaires opposés 26, la buse de plaque supérieure 30 comportant une ouverture de coulée 31 en sa partie centrale et une rainure de verrouillage 32 tout autour de cette périphérie, cette rainure de verrouillage s’engageant dans les collets opposés de verrouillage 28 des évidements semi-circulaires 26 des 40 plaques réfractaires 25. Ceci permet à la partie supérieure de la buse 30 6 * de plaque supérieure de dépasser au delà du boîtier métallique 21 (comme représenté sur la Fig,3), de venir se loger dans un collet de sécurité 15 prévu sous la buse de travail 14 de la poche de coulée V. Le collet de sécurité 34 de la buse de plaque supérieure est ainsi fixé de façon sûre à la 5 principale ouverture de coulée. Il faut également noter le fait qu'il soit également prévu un bouchon de plaque supérieure 35, bouchon qui comporte également une rainure de verrouillage 36 où viennent se loger les collets opposés de verrouillage 28 des plaques réfractaires 25 et qui vient se bloquer avec les collets de verrouillage 28, Le prolongement de verrouillage de montage 38 10 du bouchon 35 de plaque supérieure s'adapte dans un évidement de bouchon 33 prévu à la partie inférieure du flasque de montage 18 comme représenté sur la *

Fig,3, Il est prévu dans le boîtier métallique 21 une bague de passage de buse 37 et une bague de passage de bouchon 39 et les pièces, une fois montées, sont jointoyées et liées en sécurité à l'intérieur du boîtier métallique 21, ce qui 15 forme ainsi une plaque supérieure terminée 20,

Se reportant maintenant à la Fig.7, on voit qu'une porte tournante 40 comporte également un boîtier métallique 41 et que l'on utilise les mêmes plaques réfractaires identiques 25 que celles que l'on a utilisé pour la plaque supérieure 20 et lorsque ces pièces sont communes, on utilise également les 20 mêmes chiffres de référence. Les plaques réfractaires 25 ainsi utilisées dans la porte tournante 40 comportent donc une paire d'évidements semi circulaires 26 et un collet de verrouillage 28 avec une dépouille correspondante 29. Le casier métallique 41 présente des parois latérales courbes 42 ainsi que des plats de verrouillage opposés 44, Il est prévu une buse â grand alésage 45 25 comportant une rainure de verrouillage 46, qui vient se loger, en s'y adaptant dans l'un des collets de verrouillage 28 des plaques réfractaires opposées 25. La buse à grand alésage 45 est dimensionnée de façon que sa surface supérieure ne s'étendent pas au delà de la surface supérieure des plaques réfractaires opposées 25. En correspondnce, il est prévu une buse â petit alésage 48 30 avec rainure de verrouillage 49 dans laquelle viennent se loger de la même façon les collets opposés de verrouillage 28,

La partie de la porte tournante 40 correspondant à la buse de petit alésage 48 présente également une rainure de verrouillage 49 dans laquelle se logent les collets opposés de verrouillage 28 des plaques réfractaires 25, 35 Ces deux buses 45, 48, se prolongent vers le bas à travers les bagues 59 de 3 passage de buse du boîtier métallique 41, Les deux se prolongent dans les boHers à buse 50 qui comportent en partie inférieure un verrouillage de prolongement 51, Lorsque la porte tournante 40 est montée, elle peut contenir ou ne pas contenir le prolongement 52 à grand alésage et le prolongement 54 7 comme représenté. Les plaques réfractaires opposées 25 et les buses 45, 48, sont fixées en sécurité sur la plaque ä l'intérieur du boîtier métallique 41, définissant ainsi la porte tournante 40, Comme on l'a fait remarquer ci-dessus, on peut présélectionner le type de céramiques ainsi que la dimension de l'aie-5 sage des buses 45, 48 pour correspondre aux conditions particulières de coulée. De plus, on peut fixer un prolongement à jrand alésage et un prolongement à petit alésage, 52, 54, indépendamment, à l'intérieur du boîtier de buse 50 et les verrouiller au moyen des verrous de prolongement 51 du fait que, comme représenté, chacun de ces prolongements 52, 54, comporte une dépouille de 10 verrouillage 55 et un épaulement de verrouillage 56 qui viennent eux mêmes se * placer au dessus du verrou de prolongement 51 du boîtier de buse 50, oü vient s'engager, par rotation, la butée de verrouillage 58, De cette façon chacun des prolongements 52, 54, peut se fixer, avec possibilité de dépose, sous les buses installées en permanence 45, 48, soit immédiatement avant emploi, au moment de 15 l'expédition, soit pendant leur utilisation, par suite de l’importance de l'érosion ou d'un autre dommage qui pourrait survenir à ces prolongements.

Comme représenté sur la Fig,8, une plaque (non représentée) à porte tournante 80 à simple buse peut se fabriquer avec une seule ouverture 81 pour coulée. Ceci permet d'utiliser des alésages plus importants en restant 20 dans une forme extérieure donnée ou même dans une vanne existante, Comme exemple la porte 80 à trou unique représentée peut avoir une buse de dimension allant jusque 175 mm et elle s'adapte encore à l'intérieur de la dimension extérieure de la porte à deux trous, qui est limité ä un alésage maximum de 125 mm. Le débit qui passe par un alésage de 175 mm est deux fois supérieure à 25 celui qui passe par un alésage de 125 mm. Cet accroissement de débit disponible « permettrait l'utilisation de vanne de chargements de poches, de véhicules de chargement et même de fours.

La porte à six trous 90 représentée sur la Fig,9 présente au moins deux avantages fonctionnels. L'emploi de plusieurs dimensions différentes 30 d'alésage permet des débits de coulée uniformes lorsque la poche est pleine aussi bien que lorsqu'elle est presque vide, sans avoir besoin de manoeuvrer un étranglement ou tout au moins avec un étranglement minimum, La qualité métallurgique des lingots d'acier est défavorablement affectée à la fois par des débits de coulée non uniformes et par les jets évasés qui proviennent d'un 35 étranglement. Un débit trop rapide ou trop lent de remplissage est mauvais 3 pour la qualité du lingot. Un jet évasé se rëoxyde pendant la coulée, ce qui se traduit par des inclusions dans le lingot et un jet évasé colle sur les parois du moule du lingot et se traduit par une faible qualité de surface,

La coulée en continu de l'acier souffre également de la rêoxydation produite 8 par un jet évasé et demande absolument un débit de coulée constant pour maintenir un taux de retrait constant de la part du moule.

L'emploi d'alésages multiples permet d'effectuer davantage de coupures entre des changements de plaques, ce qui économise du temps et permet 5 de couler des lingots plus petits â partir d'une même dimension de poche.

Comme représenté sur la Fig,9, la porte à six trous comporte deux séries de trois dimensions d'alésage. Comme exemplet il y a les trous 91, de 63.5 mm, les trous 92 de 44,5 mm et les trous 94 de 31,7 mm. Le trou de 31,7 mm permet des débits moitié du trou de 63,5 mm et celui de 44,5 mm permet des 10 débits moitié de ceux du trou de 44,5 mm ou d'un quart de ceux du trou de 63.5 mm, s

Le matériau préféré pour les plaques est un réfractaire à haute résistance aux chocs qui présente également une résistance élevé a l'abrasion. Il s'agit généralement d'un réfractaire contenant 85 à 95 % d'alumine fabriqué 15 à partir d'alumine tabulaire, Le matériau utilisé pour la buse dans la plaque supérieure doit être extrêmement résistant à l'érosion. Le montage de plaque supérieure représenté e conserve comme matériau de la buse servant d'orifice que le minimum permettant l'emploi économique de certains des matériaux réfractaires les plus coûteux comme les oxydes de zirconium, 20 Le matériau utilisé pour les buses de porte doit être également extrêmement résistant à l'abrasien, La conception à alésage débouchant représentée permet à la buse, qui est tout ce qui est exposé au jet de liquide, d’être d’un matériau différent de celui des plaques.

Les montages représentés permettent l’emploi de matériaux diffë-25 rents dans la buse de plaque supérieure et dans les buses de porte. On peut les faire varier pour s'adapter au mieux à l'acier à couler, On en détaille ci-dessous quelques exemples.

Les aciers calmés à l'aluminium sont doux et n'attaquent pas les réfractaires par abrasion, mais ont plutôt tendance à précipiter l’oxyde 30 d'aluminium qui adhère au réfractaire et limite le débit. On peut utiliser pour ces qualités un réfractaire du type argile à faible teneur en alumine, du fait qu'ils sont moins coûteux, meilleurs isolants, résistent aux dépôts d'oxyde d'aluminium et le fait qu'ils soient pauvres du point de vue résistance , à l'érosion ne constitue pas un désavantage pour ces qualités d'acier, 35 Les qualités d'acier effervescent contiennent beaucoup d'oxygène , dissous et ils érodent chimiquement de nombreux réfractaires. Dans certains cas on a trouvé que les réfractaires à oxyde de magnésium ou "basiques" résistent au mieux à cette action.

Les qualités d'acier à haute teneur en manganèse et particuliè- ' . 9 rement ceux qui ont une teneur élevée a la fois en manganèse et en carbone sont fortement abrasifs et ce sont les réfractaires "acides" du type à haute teneur en alumine ou même en oxyde de zirconium qui résistent au mieux.

Le matériau généralement préféré pour le prolongement des buses 5 de porte est un bon isolant pour réduire "la formation de loup" ou le blocage de l’acier pendant la coulée sur le bord de l’orifice de prolongement. Lorsque ceci se produit le jet est dévié et il se produit des évasements du jet qui sont une cause d’accroissement de reoxydation. La plupart des bons isolants n’ont pas une très forte résistance à l’érosion, ce qui fait que les prolonge-- 10 ments de ces matériels doivent être remplacés avant les autres réfractaires constituant les portes et la plaque supérieure. La fixation par baïonnette * permet d’effectuer facilement et rapidement ce remplacement.

Lorsque l’on utilise un tube de coulé noyé ou un tube long, il est fixé de la même manière, puis abaissé, de sorjte que son extrémité de sortie 15 se prolonge par dessous dans le bain liquide. Ces tubes sont généralement faits en l’un des deux matériaux suivants. Avec les aciers calmés aluminium et autres aciers faiblement abrasifs, on utilise des tubes en silice fondu, du fait qu’il présente une bonne résistance aux chocs ce qui fait qu’ils n’ont pas besoin de prëchauffage et qu’ils minimisent les problèmes de dëpSts d’oxyde d’aluminium, 20 ne contenant pas d’alumine et étant un excellent isolateur. On doit par contre utiliser des tubes en graphite et alumine avec les aciers fortement abrasifs tels que les qualités d’acier à haute teneur de manganèse et de carbone, bien qu’ils nécessitent un préchauffage avant pose,

La méthode de l’invention, comme on vient de le résumer, se 25 rapporte tout d'abord à une séquence de stades où on peut utiliser des plaques réfractaires identiques 25 avec un boîtier métallique de plaque supérieure 21 . et un boîtier métallique de porte tournante 41 permettant de fabriquer écono miquement des pièces de rechange de la porte tournante R, On réalise des économies en utilisant un unique modèle de plaque réfractaire 25 pour définir 30 l’interface entre la plaque supérieure 20 et la porte tournante 40, En choisissant une buse 30 de plaque supérieure d’un type particulier, on peut donner à la buse de plaque supérieure 30 une ouverture de coulée 31 conforme au but prévu, tout en utilisant un matériau céramique ayant les prop r-iëtés vis à vis de l’érosion, de la conductivité et autre, souhaitées pour cette opération.

35 De la même façon le bouchon de plaque supérieure 35 peut être constitué de céramique convenant pour la coulée particulière, Une fois faits les choix de la buse de plaque supérieure et du bouchon de plaque supérieure, ces pièces sont fixées en place à l’intérieur du boîtier métallique 21, sont jointoyées entre elles pour obtenir une liaison sûre, puis, de préférence rectifiées 10 pour donner une surface lisse à l'interface entre la plaque supérieure 20 et là porte coulissante 40, De plus, comme on l'a indiqué ci-dessus, aussi bien le bouchon de plaque supérieure 35 que la buse de plaque supérieure 30 se prolongent vers le haut à travers les bagues 37 d'accès de buse et 39 d'accès 5 de bouchon, de façon à obtenir une dernière fixation sure par rapport au flasque de montage 18 représenté sur la Fig,3,

La méthode de montage de la porte tournante 40, représentée sur la Fig.7, consiste à utiliser les mêmes plaques réfractaires identiques 25 que celles prévues pour la plaque supérieure, puis à choisir les buses 45, 48, 10 d'alésage ou diamètre de coulée appropriées, ainsi que le matériau qui convient , pour l'opération prévue, Λ la suite de quoi les deux plaques supérieures 25 sont bloquées en position pour s'engager, de façon à se verrouiller, avec les buses 45 et 48 et l'ensemble des pièces sont jointoyées dans le boîtier métallique 41, Après quoi on peut placer différents prolongements 52, 54, dans le 15 boîtier de buse 50, le diamètre de coulée ou alésage débouchant étant à nouveau choisi pour l'opération particulière envisagée, ainsi que le matériau,

La méthode de montage d'une porte tournante et d'une plaque supérieure à simple buse, représentée sur la Fig.8, est essentiellement la même. Si l'on utilise davantage de buses, p.e. six comme représenté sur la Fig,9, on 20 utilise une autre section 95 en forme de diamant, mais ceci en situation inversée contre les plats de verrouillage 95,

Il est souvent désirable d'utiliser un tube de coulée ou une buse noyés. On peut les utiliser en liaison avec un tube ou une buse de faible longueur comme dans la réalisation a deux buses. Dans le cas où l'acier se 25 solidifie dans la poche de coulée, c'est le tube de faible longueur que l'on place dans la position de marche et on applique une lance à oxygène à travers ce tube de faible longueur pour l'ouvrir ou pour mettre en route la coulée.

Après quoi on remet en place, par rotation, le tube noyé et la coulée peut se poursuivre. Il est pratiquement impossible de passer une lance ä oxygène à 30 travers un long tube noyé, de tels tubes ayant une longueur de 1,2, 1,5 mètres.

Les prolongements peuvent se remplacer pendant une coulée, dans la situation de coupure, en utilisant un dispositif de manutention à distance, dont la partie active est essentiellement un extracteur â vis.

De préférence les prolongements sont jointoyés avec un mortier 35 d'argile type non-liant, qui facilite la dépose et le remplacement,

Il est également possible, comme représenté sur la Fig,9, de fabriquer la plaque de porte en trois ou plus pièces, ce quipermet d'avoir plus que deux buses correspondantes, Lorsque le nombre de buses s'accroît, naturellement la distance de coupure obtenue par rotation diminue, et il vient un 11 ft moment, qui dépend du rayon de rotation, oû il devient impossible d'avoir d'autres tubes de coulée. Nonobstant, l'invention est capable de s'adapter à ces variations.

Un autre problème concerné par un autre aspect de la présente 5 méthode provient du gauchissement de la plaque d'appui 18 de l'ensemble de vanne tournante R. Dans pratiquement toutes les installations de vanne, même si la plaque d'appui en acier qui se trouve derrière la plaque fixe supérieure a une épaisseur allant jusque 75 mm, à des températures de 480°C, il s'agit d'une s température qui est d'env, 160°C au-dessus de la température de fluage de l'acier. 10 Par conséquent, durant des coulées successives, la plaque d'appui ou enveloppe d'acier 10 de la poche, ainsi que la plaque d'appui 18 de la vanne, ont tendance e à gauchir avec une importance et une intensité non prévisibles. Il n'est pas non plus possible de contrôler correctement ce phénomène au moyen de formes connues de refroidissement, 15 Pour résoudre le problème ci-dessus, il est envisagé que la plaque supérieure 20 de vanne tournante, fixe, ainsi que la porte tournante 40, soient chargées par des ressorts de façon ä amener une flèche correspondant réciproquement à la flèche ou au gauche de la plaque d'appui, de façon que l'interface entre les deux pièces de céramique soit toujours étanche à la pression du fluide, 20 Cette méthode se réalise au moyen d'un certain nombre de tampons de charge 60, distribués comme on le voit au mieux surla Fig,5 (en liaison avec la Fig,3) de manière qu'ils entourent les buses, tout en étant uniformément dispersés sur les pièces en céramique,

Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par 25 l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à tire d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (20)

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1, Flaque supérieure, formée de deux pièces en céramique, pour une vanne de porte tournante, caractérisée en ce qu'elle comprend en combinaison : - un boîtier métallique pour contenir les pièces en céramique - une plaque de forme en céramique comportant au moins deux sections semi- 5 circulaires disposées dans l'axe pour retenir une autre pièce de céramique - au moins deux pièces de céramique pour insertion entre les dites pièces semi circulaires - une ou plusieurs des dites pièces semi circulaires ainsi logées étant un bouchon non perforé 10. une des dites pièces étant une pièce de coulée comportant une ouverture centrale du type ouverture pour coulée - des moyens mécaniques d'interverrouillage assurant la fixation sûre des dites pièces non perforées et pièces de coulée entre les plaques en céramique - chacune des dites plaques céramique ayant une forme identique 15. permettant ainsi d'utiliser une plaque d'un modèle unique avec une variété de pièces de coulée et de bouchonnage en céramique appropriée et choisie pour la coulée prévue,

2, Plaque supérieure selon revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend ; 20. les dites pièces d'insertion avec rainure périphérique centrale - les dites sections semi circulaires avec collet de verrouillage, ce qui fait que les dites pièces céramique sont fixées en sécurité aux dites plaques céramique avec une portion supérieure qui dépasse

3, Pour utiliser avec une vanne tournante, une porte inférieure * 25 tournante caractérisée en ce qu'elle comprend, en combinaison : - un boîtier métallique pour y loger des éléments céramiques comportant au moins deux pièces tubulaires suspendues - deux ou plus pièces identiques de plaque céramique plane pour les loger dans le boîtier, chaque dite pièce comportant une portion en ouverture semi 30 circulaire - des pièces rapportées tubulaires pour les placer a l'intérieur des cercles définis par les demi cercles opposés - des moyens d'interverrouillage en position des dites pièces tubulaires , - les dites pièces tubulaires se prolongeant vers le bas sur une partie des 35 pièces tubulaires métalliques en dessous du boîtier - une autre pièce rapportée inférieure, tubulaire, en céramique, comportant des moyens de réception d'une pièce de verrouillage * 13 - et des pièces de verrouillage sur la partie tubulaire métallique, ce qui permet de remplacer pendant la coulée la pièce céramique inférieure des tubes de coulée,

4. Porte inférieure tournante selon revendication 3, caractérisée 5 en ce que les dites pièces de verrouillage pour les dits tubes remplaçables sont une fixation par baïonnette,

5. Vanne tournante pour coulée en lingotiêre d'un métal à partir de • la partie inférieure d'une poche de coulëa en lingotiêre, avec ouverture, * caractérisée en ce qu'elle comprend, en combinaison : 10. un châssis comportant des moyens de fixation de cette vanne â la partie infê- 5 rieure de la poche de coulée en lingotiêre - des moyens d'entraînement en rotation placés à l'intérieur du châssis pour recevoir une vanne tournante - une plaque supérieure a placer en dessous de la surface supérieure du châssis 15 et en communication, permettant la coulée, avec l’ouverture de la poche qui comporte une pièce rapportée formant buse qui y est fixée par deux ou plus semelles céramique identiques - une porte tournante définie par un boîtier métallique comportant une partie du boîtier en suspension pour un tube de coulée 20. deux ou plus plaques dans la dite porte tournante identiques aux plaques de la plaque supérieure - un tube de coulée engagé à l'intérieur du boîtier métallique et fixé par les parties opposées semi circulaires dans les plaques - des moyens pour entraîner en rotation la dite porte tournante tout en restant 25 étanche au fluide par rapport à la face de la plaque supérieure , ce qui fait que la vanne peut faire couler le nffcal hors de la buse prévue dans la porte tournante ou faire cesser le débit de coulée par rotation de la porte tournante,

6. Plaque supérieure selon revendication 5, caractérisée en ce 30 qu'elle comporte î - les dites pièces à insérer, avec rainure centrale périphérique - les dites sections semi circulaires avec collet de verrouillage - ce qui fait que les dites pièces céramique sont fixées aux dites plaques céramique, avec une partie supérieure en prolongement 35

7, Vanne tournante selon la revendication 5, comportant une seconde pièce céramique amovible et remplaçable, caractérisés en ce qu'elle comprend un prolongement du dit tube de coulée,

8, Vanne tournante selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de fixation par baïonnette pour fixer, avec d a 14 possibilité de dépose, la dite seconde pièce remplaçable,

9, Méthode de montage d’une plaque supérieure pour vanne à porte tournante, caractérisée en ce qu'elle comporte les stades de : - monter une plaque comportant une paire d'évidements semi circulaires 5. fournir un boîtier métallique pour contenir lës plaques planes de forme identique et disposées avec les demi cercles a l'opposé - placer un ou plus bouchons non perforés et/ou une buse de coulée à l'intérieur des pièces semi circulaires disposées à l'opposé - puis bloquer le tout à l'intérieur du boîtier métallique pour le placer sous *10 une poche de coulée

10, Méthode selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle utilise les mêmes plaques opposées comportant des parties en découpe semi circulaire pour définir une porte tournante qui s'adapte.

11, Méthode de montage d'une porte tournante pour poche de coulée en 15 lingotiëre, caractérisée en ce qu'elle comporte les stades de : - fournir un boîtier métallique avec boîtiers suspendus pour buse pour une plaque céramique et deux ou plus buses - fournir deux ou plus plaques céramique identiques à sections semi circulaires opposées 20 " placer les pièces en céramique à l'intérieur des dites sections semi circulaires opposées et les loger, suspendues, dans les parties du boîtier correspondant aux buses métalliques - et fournir des moyens, dans la partie inférieure des boîtiers tubulaires, en dessous des parties céramiques formant buse, ainsi placées, pour fixer en 25 sécurité et de façon amovible une autre partie céramique formant buse dans la partie inférieure du dit boîtier tubulaire, " ce qui permet d'utiliser deux ou plus pièces identiques pour définir la partie plane des portes tournantes et d'obtenir la réalisation à la demande des portions formant buse de coulée, tout en ayant la possibilité de remplacer le 30 prolongement inférieur des buses de coulée,

12, Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un stade supplémentaire d'utilisation des mêmes pièces planes pour définir la partie plane de la plaque supérieure.

13. Plaque supérieure pour vanne à porte tournante caractérisée en 35 ce qu'elle comprend, en combinaison : - un boîtier métallique pour contenir les pièces céramiques - une plaque céramique de forme à section semi circulaire disposée dans l'axe pour retenir une autre pièce céramique - une pièce céramique perforée pour insertion entre les dites sections *· 15 semi circulaires - la dite pièce I insérer étant une pièce de coulée à ouverture centrale comme une ouverture de coulée en lingotière - des moyens mécaniques d'interverrouillage pour fixer en sécurité la dite 5 pièce de coulée entre les plaques céramique - chacune des dites plaques céramique étant de forme identique - ce qui permet de n'utiliser qu'un seul modèle de plaque avec une variété de pièces de coulée en céramique appropriée choisie pour la coulée envisagée.

14, Pour utiliser avec une vanne tournante, une porte inférieure « 10 tournante caractérisée en ce qu'elle comprend, en combinaison : - un boîtier métallique pour y loger des éléments céramiques comportant une pièce tubulaire suspendue - deux pièces identiques de plaque céramique plane pour les loger dans le boîtier, chaque dite pièce comportant une portion d'ouverture semi circulaire 15. une pièce rapportée tubulaire pour la placer à l'intérieur des cercles définis par les demi cercles opposés - des moyens d'interverrouillage en position de la dite pièce tubulaire - la dite pièce tubulaire se prolongeant vers le bas sur une partie des pièces tubulaires métalliques, en dessous du boîtier 20. une autre pièce rapportée inférieure, tubulaire, en céramique, comportant des moyens de réception d'une pièce de verrouillage - et des pièces de verrouillage sur la partie tubulaire métallique. ce qui permet de remplacer pendant la coulée la pièce céramique inférieure du tube de coulée, 25

15, Vanne tournante selon la revendication 14, caractérisée en ce que les dits moyens de verrouillage comportent une fixation à baïonnette.

16, Vanne tournante selon la revendication 15, caractérisée en ce que la dite fixation a baïonnette comprend des parties en dépouille sur les dites pièces rapportées tubulaires et des prolongements d'adaptation dans la 30 dite partie tubulaire métallique,

17, Vanne tournante pour coulée en lingotière d'un métal a partir de la partie inférieure d'une poche de coülëe en lingotière, avec ouverture, caractérisée en ce qu'elle comprend, en combinaison : « un châssis comportant des moyens de fixation de cette vanne à la partie infê- 35 rieure de la poche de coulée en lingotière - des moyens d'entraînement en rotation placés â l'intérieur du châssis pour recevoir une vanne tournante - une plaque supérieure à placer en dessous de la surface supérieure du châssis et en communication, permettant la coulée, avec ouverture de la poche qui 16' comporte une pièce rapportée formant buse, avec interverrouillage mécanique par deux ou plus semelles céramique identiques - une porte tournanteddéfinie par un boîtier métallique comportant une partie du boîtier en suspension pour un tube de coulée 5. deux ou plus plaques dans la dite porte tournante identiques aux plaques de la plaque supérieure - un tube de coulée engagé à l'intérieur du boîtier métallique et fixé par les parties opposées semi circulaires dans les plaques - des moyens pour entraîner en rotation la dite porte tournante tout en restant *10 étanche au fluide par rapport à la face de la plaque supérieure ce qui fait que la vanne peut faire couler le métal hors de la buse prévue dans a la porte tournante ou faire cesser le débit de coulée par rotation de la porte tournante.

18. Méthode de montage d'une plaque supérieure pour vanne â porte 15 tournante, caractérisée en ce qu'elle comporte les stades de : - monter une plaque comportant une pare d'évidements semi circulaires - fournir un boîtier métallique pour contenir les plaques planes de forme identique et disposées avec les demi cercles à l'opposé - placer une buse de coulée ä l'intérieur des pièces semi circulaires disposées 20. l'opposé - puis bloquer le tout â l'intérieur du boîtier métallique pour le placer sous une poche de coulée.

19, Méthode de montage d’une porte tournante pour poche de coulée en lingotière, caractérisée en ce qu'elle comporte les stades de : 25. fournir un boîtier métallique avec boîtier suspendu pour buse pour une plaque céramique et une ou plus buses =· - fournir deux ou plus plaques céramique identiques à sections semi circulaires opposées - placer la pièce céramique de coulée à l'intérieur des dites sections semi 30 circulaires opposées et les loger, suspendues, dans les parties du boîtier correspondant aux buses métalliques - et fournir des moyens, dans la partie inférieure des boîtiers tubulaires, en dessous des parties céramiques formant buse, ainsi placées, pour fixer en . sécurité et de façon amovible une autre partie céramique formant buse dans 35 la partie inférieure du dit boîtier tubulaire ce qui permet d'utiliser deux ou plus pièces identiques pour définir la partie plane des portes tournantes et d'obtenir la réalisation â la demande des portions formant buse de coulée, tout en ayant la possibilité de remplacer le prolongement inférieur des buse3 de coulée. An

20 Méthode pour adapter la flèche d'une vanne tournante qui compor- 17 te une plaque supérieure fixe et une porte tournante comprenant une ou plusieurs buses suspendues, caractérisée en ce qu'elle comporte les stades de ; - maintenir la plaque supérieure fixe et la porte tournante â l'intérieur d'un châssis 5. fournir un certain nombre de tampons de charge uniformément dispersés â l'intérieur du châssis et exerçant une poussée sur la combinaison de la porte tournante et de la plaque supérieure - disperser les dits tampons de charge en entourant les buses dans la forme qu'elles ont pour la coulée et 10. disposer les tampons de charge près de la partie périphérique de la porte tournante et de la plaque supérieure ù ce qui permet à la pression exercée par les tampons de charge de donner â la porte tournante une flèche selon une position qui s'adapte au gauche de la plaque supérieure résultant du gauche de l'appui de la plaque supérieure, *·