Brevet FR2277644A1 — publié le 19760206

L'objet de la présente invention est un dispositif de coulée à tiroir perfectionné, en particulier pour poches de coulée, paniers de coulée et autres réservoirs similaires pour métal liquide. On sait que les réservoirs pour métal liquide comportent, sur leur fond, au moins un trou de coulée associé à une quenouille revêtue d'un matériau réfractaire, dont l'extrémité inférieure maintient le trou de coulée fermé jusqu'au moment désiré. La durée et le fonctionnement des quenouilles de ce type sont plutôt irréguliers et c1 est pour cette raison qu on a cherché récemment à perfectionner les dénommés"dispo- sitifs de coulée à tiroir Ces dispositifs de coulée à tiroir sont connus depuis longtemps et, dès le siècle dernier, on a tenté de les installer sur le fond des poches de coulée.Toutefois, les résultats obtenus n > en ont pas encouragé l'application pratique à l'échelle industrielle jusqu'au moment où, ces toutes dernières années, les progrès réalisés dans le domaine des matériaux réfractaires ont pu garantir la parfaite fiabilité du dispositif de coulée étant donné qu'un fonctionnement sfir et régulier d'un tel dispositif ne peut entre assuré que par l'emploi de matériau réfractaire de très haute qualité. La deuxième difficulté à vaincre pour réaliser un dispositif de coulée à tiroir du type précité est celle posée par le montage et la nécessité de remplacer périodiquement les éléments en matériau réfractaire, sans que cette opération fasse perdre un temps excessif et, surtout, sans affecter les caractéristiques de fonctionnement du dispositif de coulée. L'objet de la présente invention est, par conséquent, un dispositif de coulée à tiroir perfectionné comportant une plaque métallique supérieure fixe, une plaque métallique inférieure égaiement fixe, et une plaque intermédiaire glissant entre les deux premières. Par un brevet antérieur, on connaît déjà un tel dispositif de coulée à tiroir perfectionné dans lequel ladite plaque supérieure fixe est montée au moyen de vis,donc de façon amovible, sur le fond d'un réservoir pour métal en fusion tandis que la deuxième plaque fixe e:t reAi e à la première par des articulations qui permettent de les séparer sans difficulté et d'inspecter facilement le revêtement réfractaire; la fixation par vis permet , d'une part, le positio mement exact de la seconde plaque métallique par rapport à la première , et d'autre part, le réglage de la distance entre les deux plaques en fonction de l'épaisseur des lent r--fractai- res à insérer entre les deux plaques fixes. Entre ces deux plaques fies, enfin, peut glisser une troisième plaque contenant un élément r-fractaire muni de trous qui permet d'ouvrir et de fermer sur commande le fond du réservoir à métal liquide. Un tel dispositif de coulée a tiroir a donné de bons résultats et le but de la présente invention est pré citent d'e améliorer encore les caractéristiques par le fait que selon les besoins , les temps de coulée peuvent se répéter quatre et cinq fois plus souvent sans qu'il soit nécessaire de changer les éléments réfractaires, ctest-a-dire d'en g- menteur la durée de vie. Le dispositif de coulée à tiroir perfectior- né, en particulier pour poches de coulée, paniers de coulée et autres réservoirs similaires pour métal en fusion, du type comportant, au-dessous du trou de coulée dudit réservoir, une première et une seccnde plaques métalliques, entre lesquelles est disposée une troisième plaque métallique wasbile, la première plaque étant munie d'une ouverture centrale renfermant un premier élément réfractaire avec perçage central et la seconde plaque étant munie d'une ouverture dans laquelle se déplace la troisième plaque, également munie d'une ouverture centrale pour la mise en place d'éléments réfractaires qui glisse avec sa partie supérieure tout contre la face inférieure de l'élément réfractaire de la première plaque, est caractérisé par le fait que les éléments réfractaires montés dans la troisième plaque sont pourvus de perçages alignés dans le sens de dépla cament ae la troisième plaise. Le dispositif de coulée perfectionné est, en outre, caractérisé par le fait que ladite triine plaque mobi- le comporte une ouverture centrale essentielletent rectangulaire et pourvue intérieurement de brides supports pour des éléments prismatiques en matériau réfractaire, dont chacun est percé d'un trou de coulée, vertical. Chacun desdits éléments réfractaires est, par ailleurs, muni d'une saillie s'étendant ves le bas et entourant le trou de coulée. L'ouverture prévue dans la troisième plaque comporte une série de brides longitudinales sur lesquelles viennent s'appuyer les bords transversaux des éléments réfractaires.Selon une autre particularité de l'invention la troisième plaque comporte sur ses bords longitudinaux externes deux brides prenant appui sur les bords de ltouverture de la seconde plaque fixe. La face inférieure des brides externes de la troisième plaque est avantageusement revêtue d'un matériau anti friction La face supérieure des bords de l'ouverture prévue dans la seconde plaque est pourvue de voies à rouleaux pour les brides supports de la troisième plaque. Le dispositif de coulée à tiroir comporte, en outre, des moyens de déplacement manuels ou automatiques agissant sur la troisième plaque et constitués de préférence par un vérin oléodynamique conçu pour des déplacements étalonnés et fixés au préalable. Dans ce nouveau dispositif la première plaque est fixée, de préférence au moyen de boulons, sur le fond du réservoir pour le métal liquide, avec interposition d'une plaque intermédiaire assurant la mise à niveau du fond dudit réservoir. Le dispositif de coulée proprement dit destiné au réservoir pour le métal en fusion et constitué par un élément cylindrique en matériau réfractaire muni d'un perçage central fait saillie en dessous de la première plaque en passant par une ouverture aménagée dans cette dernière. Sur la face inférieure de la première plaque est monté un élément en matériau réfractaire percé en son centre et muni dans sa partie supérieure d'un creux de dimension correspondante à la partie saillante du dispositif de coulée proprement dit, ledit élément réfractaire ayant la forme d'un parallélépipède à surface plane sur sa partie inférieure. Ladite première plaque comporte, en plus, une première paire de pattes saillant vers le bas et munies de fentes allongées verticalement pour loger des pivots déboutant de pattes correspondantes prévues sur la seconde plaque pour l'articulation de la seconde plaque sur la première et pour le déplacement vertical relatif des deux plaques Sur les bords de la première plaque s'articulent des boulons pour la fixation de la seconde plaque qui porte sur ses bords des entailles correspondant à la position des boulons pour l'introduction de leur tige, tandis que les écrous correspondants sont vissés contre la face inférieure de la seconde plaque.L'élément réfractaire monté sur la face inférieure de la première plaque est fixé à cette dernière au moyen de cornières disposées le long des bords de cet élément réfrac- taire, lesdites cornières étant fixées au moyen de vis de manière à pouvoir se déplacer et permettant un blocage parfait sans interposition de mortier. Pour finir, la plaque mobile est munie d'un bord métallique saillant destiné à maintenir les éléments réfractaires prismatiques en ligne avec les éléments mobiles. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description d'un mode de réalisation pris comme exemple mais non limitatif, et illustré par le dessin annexé, sur lequel la figure 1 est une coupe verticale passant par le trou de coulée d'un réservoir pour métal liquide , parallèlement au sens de déplacement de l'élément mobile du dispositif de coulée la figure 2 est une coupe suivant II-II de la figure 1 la figure 3 est une vue en perspective du dispositif de coulée suivant les figures 1 et 2. Le réservoir pour le métal liquide, par exemple une poche , un panier de coulée ou analogue, comporte une paroi métallique 1 garnie d'un rev & ement réfractaire interne 2. le dispositif de coulée proprement dit 3 dépasse de la face inférieure du fond 4 du réservoir, fond sur lequel est appliquée une plaque intermédiaire 5 constituant une surface d'appui plane pour le dispositif à tiroir selon l'invention ; sur cette plaque intermédiaire 5 est fixée, par exemple au moyen de boulons non représentés, sur la figure, la première plaque fixe 6 du dispositif de coulée. La partie formant le dispositif de coulée proprement dit 3 saille en dessous de la face inférieure du fond du réservoir pour le métal liquide et s'étend tant au-dessous de la plaque intermédiaire 5 que de la première plaque fixe 6.Sur un des bords longitudinaux, la première plaque fixe g est pourvue d'une première paire de pattes 7, saillant 'ers le bas et munies d'une fente allongée verticalement 8 ; dans lesdites fentes s'engagent, avec un jeu vertical, des pivots débordant des pattes correspondantes 9 fixées latéralement sur la seconde plaque fixe 10. De cette façon, quand le remplacement des éléments réfractaires de l'ensemble est nécessaire, on peut faire pivoter la plaque fixe 10 autour de la première plaque fixe 6 ; en outre, gracie à l'allongement des orifices 8, il est possible de régler la distance réciproque des deux plaques fixes quand celles-ci se trouvent en position côte à ctte et parallèles l'une de l'autre. Le long des deux bords longitudinaux de la première plaque fixe 6 est prévue, en outre, une seconde série de paires de pattes 11, munies de perçages et entre lesquelles s'articulent les extrémités des boulons de fixation 12 de la seconde plaque fixe 10 ; pour le blocage de la plaque fixe 10, cette dernière est pourvue d'entailles 13 pour le passage des tiges des boulons 12 dont les écrous 14 sont serrés contre la face inférieure-de la plaque fixe inférieure 10. De cette manière, il est possible que la distance des deux plaques fixes puisse etre adaptée à l'épaisseur des éléments réfractaires du dispositif de coulée, épaisseur qui est évidemment variable dans un champ de tolérance bien défini. La plaque mobile 15 se déplace dans une ample ouverture rectangulaire 16 prévue dans la seconde plaque fixe 10 ; la plaque mobile 15 est munie longitudinalement de brides 17 au moyen desquelles elle s'appuie sur les bords de l'ouverture 16 de la plaque 10. Bien qugon ne l'ait pas explicitement indiqué sur la figure, il est opportun que lesdites brides 17 soient revêtues d'un matériau antifriction et que le contact entre les brides 17 et la face supérieure de la plaque fixe inférieure 10 ait lieu grâce à l'interposition d'une voie à rouleaux non indiquée elle non plus sur la figure pour ne pas compliquer excessivement le dessin. Comme il est dit ci-dessus, le dispositif de coulée 3 traverse l'épaisseur de la première plaque fixe 6 sur la face inférieure de laquelle est placé un premier élément réfractaire 20 de forme essentiellement parallélépipèdi que. Ce premier élément réflactaire 20 est pourvu, dans sa partie supérieure, d'un creux dans lequel vient se loger l'ex- trémité saillante du dispositif de coulée proprement dit 3. La fixation de 11 élément réfractaire 20 est assurée par quatre cornières 21 maintenues, au moyen de vis, en position réglable sur la fàce inférieure de la plaque 6. De cette façon, malgré les inévitables tolérances de fabrication, l'élément réfractaire 20 peut être fixé sans insertion de mortier, ce qui accélère les opérations de montage de l'ensemble. La plaque mobile 15, elle aussi, comme la plaque 10, est munie d'une ouverture 22 le long des bords de laquelle sont prévues des brides longitudinales 23 pour soutenir plusieurs éléments réfractaires 24 disposés les uns à la suite des autres. L'élément 20 est muni d'un perçage dont la position correspond exactement à celle du perçage prévu dans le dispositif de coulée 3. De façon analogue, les éléments 24 sont munis chacun d'un perçage central qui, quand il est aligné avec celui de l'élément 20, permet le passage du métal liquide. Des pièces intercalaires 25 permettent que la face supérieure des éléments 24 soit exactement au contact de la face inférieure des éléments 20. Enfin, la plaque mobile 15 est munie de moyens d'accouplement 26 avec l'extrémité de la tige d'un vérin 27 dont le rôle est de déplacer la plaque 15 par rapport aux plaques fixes 6 et 10. Chacun des éléments 24 comporte une saillie vers le bas dans la zone entourant le trou continu afin de pouvoir obtenir un jet de métal liquide le plus uniforme possible. Le fonctionnement est le suivant : une fois les divers éléments constitutifs mis en place, comme illustré sur les figures 1 et 2, le métal liquide peut s'écouler du réservoir 1. Pour arrêter l'écoulement du métal liquide, il suffit, au moyen du vérin 27, de déplacer la plaque mobile 15 vers l'avant et vers l'arrière de façon que le perçage du premier des éléments 24 ne se trouve plus aligné avec ceux du dispositif de coulée 3 et de l'élément 20. Des trois éléments réfractaires 3, 20 et 24 c'est ce dernier qui s'use le plus rapidement et son usure entratnerait un arr8t du réservoir 1 mssme si les autres éléments 20 et 3 ne présentent encore aucune usure. Pour prolonger la durée de fonctionnement du réservoir 1, selon l'invention, il est prévu, comme le montre la figure 1, toute une série d'éléments réfractaires 24, si bien que, quand le premier de ceux-ci est usé, il suffit de pousser vers la gauche, au moyen du piston du vérin 27, la plaque mobile 15 jusqu a ce que, par exemple, le perçage.con- tenu du second élément réfractaire 24 vienne se trouver audessous des trous correspondants des éléments 3 et 20. Evidemment, le vérin 27 peut entre remplacé par n'importe quel autre élément de positionnement de la plaque mobile 15. Bien que la précédente description se rapporte uniquement au mode de réalisation, pris comme exemple, illustré par le dessin annexé, de nombreuses modifications et variantes peuvent être apportées dans le cadre de la présente invention. R E V L N 1 I C IL T I O N l.Dispositif de coulée à tiroir perfectionné en particulier pour poches de coulée, paniers de coulée et autres réservoirs similaires pour métal en fusion, du type comportant au-dessous du trou de coulée dudit réservoir, une première et une seconde plaques métalliques, entre lesquelles est disposée une troisième plaque métallique mobile ;; la première plaque étant munie d'une ouverture centrale renfermant un premier élément réfractaire avec perçage central et la seconde plaque étant munie d'une ouverture dans laquelle se déplace la troisième plaque, également munie d'une ouverture centrale pour la mise en place d'éléments réfractaires, qui glisse, avec sa partie supérieure tout contre la face inférieure de l'élément réfractaire de la première plaque, caractérisé par le fait que les éléments réfractaires montés dans la troisième plaque sont pourvus de perçages alignés dans le sens de déplacement de la troisième plaque. 2. Dispositif de coulée à tiroir selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la troisième plaque mobile comporte une ouverture centrale essentiellement rectangulaire , pourvue intérieurement de brides supports pour des éléments prismatiques en matériau réfractaire, dont chacun est percé d'un trou de coulée vertical. 3. Dispositif de coulée à tiroir selon la revendication 2, caractérisé par le fait que chacun desdits éléments réfractaires est muni d'une saillie s'étendant vers le bas et entourant le trou de coulée. 4. Dispositif de coulée à tiroir selon les revendications 2 et 3 caractérisé par le fait que ladite ouverture prévue dans la troisième plaque comporte une série de brides longitudinales sur lesquelles viennent s'appuyer les bords transversaux des éléments réfractaires. 5. Dispositif de coulée à tiroir selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que la troisième plaque comporte sur ses bords longitudinaux externes deux brides prenant appui sur les bords de l'ouverture de la seconde plaque fixe. 6. Dispositif de coulée à tiroir selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la face inférieure des brides externes de la troisième plaque est revêtue d'un matériau antifriction. 7. Dispositif de coulée à tiroir selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la face supérieure des bords de l'ouverture prévue sur la seconde plaque est pourvue de voies à rouleaux pour les brides supports de la troisième plaque. 8. Dispositif de coulée à tiroir selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de déplacement manuels ou automatiques agissant sur la troisième plaque et constitués de préférence par un vérin oléodynamique conçu pour des déplacements étalonnés et fixés au préalable. 9. Dispositif de coulée à tiroir selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la première plaque est fixée, de préférence au moyen de boulons, sur le fond du réservoir pour le métal liquide avec interposition d'une plaque intermédiaire assurant la mise à niveau du fond dudit réservoir. 10. Dispositif de coulée à tiroir selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le dispositif de coulée proprement dit destiné au réservoir pour le métal en fusion et constitué par un élément cylindrique en matériau réfractaire muni d'un perçage central fait saillie en dessous de la première plaque en passant par une ouverture aménagée dans cette dernière. 11. Dispositif de coulée à tiroir selon les revendications 9 et 10, caractérisé par le fait que, sur la face inférieure de la première plaque est monté un élément en matériau réfractaire percé en son centre et muni dans sa partie supérieure d'un creux de dimension corresponcante à la partie saillante du dispositif de coulée proprement dite ; ledit élément réfractaire ayant la forme d'un parallélépipède à surface plane sur sa partie inférieure. 12. Dispositif de coulée à tiroir selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé par le fait que la première plaque comporte une première paire de pattes saillant vers le bas et munies de fentes allongées verticalement pour loger des pivots débordant de pattes correspondantes prévues sur la seconde plaque pour l'articulation de la seconde plaque sur la première et pour le déplacement vertical relatif des deux plaques. 13. Dispositif de coulée à tiroir selon l'une quelconque des revendications 9 à 12 caractérisé par le fait que, sur les bords de la première plaque, s'articulent des boulons pour la fixation de la seconde plaque qui porte sur ses bords des entailles correspondant à la position desdits boulons pour l'introduction de leur tige, tandis que les écrous correspondants sont vissés contre la face inférieure de la seconde plaque. Dispositif de coulée à tiroir , selon l'une quelconque des revendications 9 à 15 caractérisé par le fait que l'élément réfractaire monté sur la face inférieure de la première plaque est fixé à cette dernière au moyen de cornières disposées le long des bords de cet élément réfractaire, lesdites cornières étant fixées au moyen de vis de manière à pouvoir se déplacer et permettant un blocage parfait sans interposition de mortier. 15. Dispositif de coulée à tiroir selon l'une quelconque des revendications 9 à 14 caractérisé par le fait que la plaque mobile est munie d'un bord métallique saillant destiné à maintenir les éléments réfractaires prismatiques en ligne avec les éléments mobiles.