Brevet FR2374116A1 — publié le 19780713

La présente invention a pour objet un nouveau type de couvercle à fermeture étanche pour poches ee coulée et cuves analogues, qui puisse être mis en place librement et qui comporte une masse d'étanchéité introduite sous pression entre le couvercle et le bord de la poche un grand nombre de processus métallurgiques sont effectués dans des poches de coulde; suivant la nature des réactions métallurgiques, cellea-ci produisent de grandes quantités de gaz ; par exemple, dans le cas de la désulfuration de la fonte brute, il se dégage une molécule d'oryde de carbone à l'état gazeux pour chaque molécule de soude injectée comme agent de désulfuration suivant l'équation 2Si+S+3 NA2 CO= (Na,S)+2 (Na2OSiO2)+3 cn 3 lorsqu'on procède par utilisation de lances à immersion dans des poches de coulée de fonte brute en-dehors du haut fourneau Il faut y ajouter les gaz produits pour véhiculer la soude. si l'on utilise du gaz naturel, on obtient dans cet exemple et suivant l'équation CH4 =2H2+C deux molécules d'hydrogène H2 pour chaque molécule de méthane. Le gaz libéré par réaction effectuées dans la masse en fusion monte sous forme dune multiplicité de bulles gazeuses, en provoquant ainsi des mouvements intenses du bain, ces bulles gazeuses venant crever à la surface de la masse en fusion Ceci entraîne à la formation de violents jets de métal De tout cela, il ressort qu'il est nécessaire de retirer le couvercle de la poche avant tout traite lent au moyen d'une lance à immersion Le retour des jets qui doit s'effectuer mécessai- rement aboutit dans le cas des couvercles connus et, en par ticulier des couvercles plate, à ne usure excessive du montage du couverche ou même, en présence de mouvements très violents du bain, à des déplacements du couvercle. La surpression du cbté intérieur du couvercle et au-dessus du bais en fusion dans le cas de precédés produisant beaucoup de gaz de réaction, facilite encore de tels mouvements du couvercle De plus, pour assurer un travail sans problèmes avec les couvereles actuels, il faut que l'étanchéité entre la poche et le couvercle résiste aux sollicitations et souvent le travail est effectué sans une telle étanchéité Il s'ensuit alors que, suivant le degré de remplissage de la poche, le métal en fusion file entre la poche et son couvercle sous l'effet des mouvements intenses du bain, ce qui peut aboutir à des coups de bélier ou pis encore, à de véritables touées.C ci oblige à des dépenses d'entretien plus importantes pour la poche et son couvercle ainsi que dans la fosse recevant la poche eu nu voisinage des rails guidant cette dernière . Il s'ensuit une détérioration su rendement en métal. pour écarter les inconvénients rappelés ci-dessus des couvercles comnus pour poches de coulée et récipients analogues, il est nécessaire de créer un nouveau type de couvercle de poche de coulée, tout en assurant, de plus, une meilleure étanchéité entr le bord de la poche et son couvercle. L'invention a, par conséquent, pour objet un couvercle à fermature étanche pour poches de coulée et analogues servant à la manipulation et au transport de métaux à l'état liquide, ce couvercle étant caractérisé par une forme conique se rétrécissant vers le haut et présentant une ouverture pour l'échappement des gaz de réaction au sommet de se côme, tandis qu'un tablier on forme d'entonnoir entoure coneentriquement le bord inférieur du couvercle dont le diamètre est inférieur à celui de ce tablier, la face intérieure du tablier étant Ancitnée dans le sens opposé à la conicité du couvercle et étant reliée rigidement à ce dernier par des pattes; ; de plus, une masse d'étanché- ité plastique introduite entre le bord inférieur du couver- cle et le tablier est refoulée sous pression sous le bord inférieur du couverele au moyen d'organes de ponesée classiques, avec interpositton d'un anneau de compression. La forme conique du couvercle conforme à l'in- vention empoche la majeure partie des jets ou projections métalliques, formées par l'éclatement des bulles gazeuses à la surface de la masse en fusion, de venir au contact direct du couvercle lui-même, de telle sorte que ces jets retombent dans la masse es fusion0 on évite ainsi dans une grande mesure les coups de bélier appliqués au couvercle. Le couvercle conforme à l'invention, dont le poids est supérieur et dont la chambre intérieure recueillant, les jets de métal est plus grande empêche les mouvements trés violents du bain de déplacer le couvercle, ce qui serait autrement le cas. l'invention prévoit une forme de couvercle pour laquelle un rapport hauteur à diamètre compris entre 1 : 1 et 1 : 2 a été reconnu avantageux. Suivant une forme d'exécution paticulière de ce couverole, le bord inférieur du tablier descend de 3 à 5 cm. plus bas que le bord inférieur du couvercle L'invention prévoit encore de constituer la masse d'étanchéité plastique au moyen d'une masse minérale, par exemple, d'une argile non susceptible de gonfler On connait bien des dômes de forme conique ou similaire. pour recueillir les gaz résiduaires0 Mais ces dômes ou analogues jouent des rôles différents et ne sont pas utilisables pour les besoins de la présente invention. On connatt aussi des cloches de refroidissement de forme tronconique qui servent à la séparation des métaux par distillation (voir par exemple la demande de brevet allemand no 1005 277).De telles cloches de refroidissement à double paroi, parcourues par un agent de refroidissement doivent recueillir, elles aussi, les projections métalliques jaillis- sant très haut sous forme de jets ; mais, dans le eas de ces cloches, les métaux vaporisés 8 sdparer doivent se condenser et demeurer adhérents à la clsche de refroidissement0 Une telle adhérence est à écarter dans le eas des couvercles de poches de coulée avec lesquels on doit s'effor- cer de ramener dans la poehe les jets métalliques jaillissant au cours du traitemant et cela, autant que possible, sang aucun dépôt sur la face intérieure du couvercle, D plus, ces cloches de refroidissement tronconiques connues manquent de l'étanchéité parfaite qui est requise entre le couvercle et le bord de la poche pour enpîcher teute fuite du métal en fusion. On peut encore mentionner les couronnements tronconiques en forme de couvercles pour poches de coulée, comme déerit par exemple dans S C I R A, (12 année, Jmillet 1964, page 485, fig. 5). ces couronnements sont solidarisés par vissage avec la poche et constituent avec celle-oi un ré ci- pient d'une utilisation analogue à un convertisseur Bessemer. De tels couronnements ne servent effectivement pas à recouvrir la poche elle-même, mais bien à augmenter la capacité de la poche. C'est pourquoi ces couronnements sont maintenant ouverts à leur sommet suivait une section droite préférée. Les poches ainsi complétées doivent recevoir un couvercle complé- mentaire lors des transports Enfin, il n'y a avec ces po ches antérieures aucun problème d'étanchéité à résoudre, comme pour les poches à couvercle posé librement. Les garnitures fermées par de l'argile ou par du sable aggloméré n'assurent pas l'étanchéité convenable pour les couvercles de poches de coulée, étant donné que le bord de la poche présente une surface irrégulière toujours changeante, sous l'effet des chocs se produisant au coure des manipulations et de la coulée permanente du métal liquide. on va maintenant décire l'invention avec plus de détais en se référant, à titre d'exempleu aux dessins ci-joints sur lesquels la fig. 1 est une coupe-élévation du couvercle coaforme à l'invention. la fig. 2 en est une vue par-dessus. La fig. 3 est une coupe analogue à la fig. 1, mais comportant des pattes radiales dirigées vers le haut La fig. 4 est ne vie par-dessus du couvercle reprd sente en fig. 3. le couverole repr6senté en figs 1 et 2 est de forme conique et est solidarisé par les pattes radiales 2 avec le tablier annulaire 3 dont l'inclinaison est epposée b celle de la face extérieure du couvercle 1. De plus, ee tablier 3 descend 3 à 5 cm plus bas que le bord inférieur 4 dqL couvercle. Entre le couvercle 1 et le tablier 3 est ménagé un intervalle annulaire qui n'est interrompu que par les pattes 2. Dans cet intervalle destin à séparer le tablier de la surface ext6- rieure du couvercle et s'étendant à l'intérieur de ce tablier, est introduite une masse mén6pare plastique constituée, par ne argile ne tendant pas à gonfler. on place ensuite le couvercle au-dessus de la poche sans que le bord inférieur du tablier 3 puisse toucher le bord supérieur de la poche 8. Ceci étant fait, on repousse un anneau, par exemple,une pièce annulaire de compression 6 de forme appropriée telle qu'elle s'applique exactement dans l'intervalle difini à l'inté- rieur du tablier et comprime la masse plastique minérale 5 entre le bord de la poche et le couvercle 1. La pression nécessaire est produite par un système hydraulique classique 7 fixé sur la face extérieure du couvercle et agissant sur l'anneau . Les pattes 2 reliant le tablier 3 à la faee extérieure du couvercle 1 n'empêchent nullement l'intoduc tion sous pression de la masse minérale 5, dès lors que l'ln- tervalle défini à l'intérieur du tablier peut recevoir une quantité suffisante de cette masse d'étanchéité, grâce à quoi, le processus de compression n'aboutit qu'à un faible abaissement du niveau de la masse, il faut encore remarquer que la largeur S3 de l'intervalle entre le tablier 3 et le bord inférieur 4 du couvercle est plus grande que la somme des largeurs S1 t 2 et aes intervalles séparant l'anneau 6 de la surface extérieure du couvercle 1 d'une part, et du tablier 3, d'autre part, ceci afin de permettre le fl ge de la masse d'étanchéité 5 au-dessous du bard inférieur 4 du couvercle lorsque cet anneau est repoussé vers le bas par le système de compres- sion 7.pendant le mouvement descendant de l'anneau de com- pression, les intervalles définis par les largeurs S et se rétrécissent beaucoup plus vite que celui défini par S3 en raison de la forme donnée à l'anneau ainsi qu'à la chambre délimitée par la face intérieure du tablier On peut procéder au remplissage de cette chambre entourée par le tablier par introduction de la masse d'étan- chéité 5 de la manière suivante 1. remontée par voie hydraulique de l'anneau de compression 6. 2. remplissage de la chambre annulaire définie par le tablier au moyen d'une machine à boucher telle que les machines à boucher les trous de coulée utilisées pour les hauts-fourneaux. pour cela, on fait tourner le couvercle 1 devant la machine à boucher qui demeure immobile ou inversement suivant une autre forme d'exécution de l'invention, représentée en figs 3 et 4, les pattes radiales 2 sont dis posées de manière à ce qu'elles n'empiètent pas sur l'intersalle annulaire séparant le tablier 3 de la surface extérieure du couvercle î; ; A cet effet, ces pattes 2 sont fixées sur la face extérieure du couvercle 1, en des point. situes au dessus du point superieur extrême de la course de l'anneau de compression 6 pour entourer ensuite extérieurement le trajet de cet anneau et aboutir à la face extérieure du tablier 3 sur lequel les pattes sont assujetties. Le remplissage de la chambre définie par la face intérieure du tablier peut être effectué, dans ce cas, de la manière décrite ci-dessus. Il faut, cependant, prévoir une commande compliquée pour la machine à boucher, tenant compte de la disposition et de l'emplacement des pattes s'étendant par-deesua l'anneau de compression. R E V E N D I C A T I O N S 1. Couvercle à fermeture étanche pour posches de coulée et analogues, servant à la manipulation et au transport des métaux à l'état liquide, ce couvercle qui peut être mis en place librement étant caractérisé par le fait qu'il reçoit une forme conique se rétrécissait vers le haut, et comportant une ouverture pour l'échappement des gaz de réac- tion à aon sommet, tandis qu'un tablier en ferme d'entonnoir d'un diamètre supérieur à celui du bord inférieur du couvercle entoure concentriquement ce bord et présente une face inté- rieure dont l'inclinaison est opposée à celle du couvercle conique auquel ledit tablier est relié par des pattes, une masse d'étanchéité plastique, remplissant l'intervalle entre ce bord inférieur du couvercle et le tablier. étant refonlée sous pression au-delà du bord inférieur du couvercle, par l'intermédiaire d'un anneau de compression reposant sur cette masse et commandé par des organes classiques de peussée. 2. Couvercle à fermeture étanche suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la conicité du couver- cle est comprise pour le rapport hauteur à diamètre entre 1 : 1 et 1 : 2. 30 Couvercle à fermeture étanche suivait les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le bord inférieur du tablier descend de 3 à 5 es plus bas que le bord inférieur du couvercle. 4. Couvercle à fermeture étanche suivant les revendi- cations 1, 2 et 3, caractérisé par le fait que la largeur de la section droite de l'intervalle séparant le tablier du bord inférieur du couvercle est aupérieure à la somme des largeurs des sections droites des intervalles séparant l'anneau de compres- sion du couvercle d'une part, et du tablier de l'autre. 5. Couvercle à fermeture étanche suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les pattes portait le tablier s'étendent par-dessus l'anneau de compression avant de se raccorder au couvercle. 6. couvercle à fermeture étanche suivant l'une des revendieations précédentes, caractérisé par le fait que la masse d'étanchéité plastique est constituée par une masse minérale telle qu'une argile non susceptible de gonfler