Brevet FR2378588A1 — publié le 19780825

La présente invention concerne la métallurgie et a notamment pour objet une machine pour la coulée continue des métaux. L'invention peut être appliquée avec une efficacité maximale aux installations de coulée continue des métaux ferreux et de leurs alliages, à lingotière horizontale ou in- clinée mise en communication avec un récipient de métal liquide par un conduit de métal. Lors de la préparation à l'utilisation de la machine de coulée continue, on engage dans la cavité de la lingotière un faux-lingot ayant une tête montée sur un support. Pour que le métal liquide ne pénètre pas dans ltécartement entre la paroi de la lingotière et la tête du faux-lingot lors de la coulée, on colmate ledit écartement avec un matériau réfractaire , par exemple avec un cordeau d'amiante. Le colmatage de l'écartement avec le matériau réfractaire s'effectue au bout du faux-lingot qui est orientLers le métal coulé dans la lingotière. Ensuite on accouple la lingotière au récipient de métal et on remplit de métal la lingotière et le récipient. Au fur et à mesure que le lingot se forme, on tire le faux-lingot hors de la lingotière, en extrayant en même temps de celle-ci le lingot. La coulée achevée, on détruit le conduit de métal reliant le récipient de métal à la lingotière. L'opération de préparation de la machine à la coulée, la coulée elle-m8ae et la destruction du conduit de métal constituent le cycle complet de coulée. Ces derniers temps on a mis au point des matériaux qui permettent de fabriquer un conduit de métal pouvant être utilisé pendant plusieurs cycles. Quoique le conduit de métal puisse être utilisé pendant le cycle de coulée suivant , il doit tout de même être détruit , car lors de 11 engagement du faux-lingot dans la lingotière, il s'avère difficile de colmater l'écartement entre la tête du faux-lingot et la paroi de la lingotière, ce colmatage ne pouvant être exécuté qu'à celui des bouts du faux-lingot qui est orienté vers le métal coulé dans la lingotière. La destruction du conduit de métal malgré son aptitude à être utilisé pour le cycle de coulée suivant, augmente le colt des produits et abaisse le rendement de la machine de coulée continue. On connait , d'après le brevet nO 3 262 161 délivré aux Etats Unis, un faux-lingot pour la coulée continue de métaux, comprenant '11corps et une tête dotée d'un joint d'étanchéité réfractaire élastique annulaire, fixé à sa surface orienté vers le métal coulé dans la lingotière .Quand le faux-lingot est engagé dans la cavité de la lingotière, les bords du joint entrent dans 11 écartement entre la paroi de la lingotière et la surface latérale de la tête du faux-lingot. Toutefois, quand on emploie un tel faux-lingot, on se heurte à des difficulté. Son engagement dans la cavité de la lingotière, ayant à sa sortie un orifice de passage qui est plus petit queà son entrée, peut ne pas assurer l1étanchéi- té voulue. Le matériau réfractaire élastique ne doit pratiquement pas présenter de déformation permanente et son épaisseur doit augmenter de 1-2 à 3-10 mm. Un tel matériau de joint, doué d'élasticité et résistant aux températures élevées, est , de toute évidence, d'un prix élevé. L'emploi de matériaux réfractaires élastiques pour l'étanchéification de la tête du faux-lingot par rapport A la paroi d'une lingotière sans conicité peut aussi s'avérer économiquement infustifié. Le brevet NO 1 954 107 délivré en R.F.Â.décrit un fauxlingot, lors de l'emploi duquel l'écartement entre la tête du faux-lingot et la paroi de la lingotière est rempli de saté- riau réfractaire, par exemple d'amiante, du côté admission du métal. Toutefois , quand on emploie une lingotière ayant une paroi frontale du côté admission du métal liquide, il est impossible de colmater de ce cbté l'écartement entre la tête du faux-lingot et la paroi de la lingotière. De ce fait, il s'avère nécessaire de colmater ledit écartement du côté de sortie du lingot. Toutefois , quand l'écartement entre la paroi de la lingotière et le faux-lingot connu est colmaté du cbté de sortie du lingot, on ne peut assurer une bonne étanchéité sur tout le périmètre de la tête, d'où le risque de coinçage du faux-lingot dans la lingotière. Pour pallier les inconvénients énumérés ci-dessus , on s'est proposé de réaliser la tête du faux-lingot pour une machine de coulée continue de telle façon qu'il soit possible d'étanchéifier la lingotière dans la partie recevant i faux- lingot et d'exécuter plusieurs cycles de coulée sans destruction du conduit de métal. La solution consiste en ce que, dans une machine pour la coulée continue de métaux du type comprenant un récipient de métal liquide mise en communication avec une lingotière par un conduit de métal pouvant être utilisé pendant plusieurs cycles de coulée, un faux-lingot comportant une tête disposée sur un support et étanche, suivant son périmètre, par rapport à la paroi adjacente de la lingotière, à l'aide d'un matériau réfractaire, d'après l'invention la tête du faux-lingot comporte des biseaux disposés extérieurement par rapport à sa surface orientée vers le métal coulé dans la lingotière et réalisés sur les portions périphériques de ladite tête qui sont adjacentes à la paroi de la lingotière, ces biseaux formant avec la paroi de la lingotière un écartement qui s'élargit lorsqu'on se déplace dans le sens d'extraction du lingot, et qui reçoit ledit matériau d'étanchéité. L'application de l'invention permet de réaliser plusieurs cycles de coulée du métal sans destruction du conduit de métal, car ltétanchéification du côté opposé à celui où le métal est admis dans la lingotière diminue le degré de destruction du joint due à son contact avec le métal en fusion, et le joint détruit peut être remis en état à travers la cavité de la lingotière . En outre, llapplication de l'invention simplifie le processus d'étanchéification de la lingotière dans sa portion recevant la tête du faux-lingot. TOut cela permet d'accrottre le rendement de la machine et d'abaisser le cobt de son utilisation. De surcroit , il est à noter que l'accès plus facile aux parties recevant le joint permet un bourrage plus dense et plus uniforme de ce joint, ce qui abaisse les risques de coincement. Il est préférable que les biseaux de la tête du fauxlingot soient réalisés sur toute la surface de sa paroi située en regard de celle de la lingotière. Il est avantageux de prévoir un moyen spécial pour le serrage du joint, ledit moyen étant lié au support de la tête du faux-lingot et constitué par un cadre de forme correspondant à celle du biseau de la tête et rigidement lié à au moins un couple vis-écrou dont l'écrou coopère avec une butée réalisée sur le support du faux-lingot. Dans ce qui suit , l'invention est expliquée par la description de variantes de réalisation préférentielles mais non limitatives , illustrées par le dessin annexé dans lequel - la figure 1 représente schématiquement une machine de coulée continue conforme à l'invention; - la figure 2 représente une machine qui est la m*me que celle de la figure 1, mais dans laquelle il est prévu le moyen de serrage du joint conçu suivant un autre mode de réalisation de l'invention. Considérant i1 figure 1 qui représente une machine pour la coulée continue de métaux conforme à l'invention, on voit que la machine comprend une lingotière 1 mise en communication avec un récipient de métal A par un conduit de métal 2. Dans la lingotière 1 est engagée la tête 3 d'un faux-lingot, fixée sur un support 4. La tête 3 est réalisée scindée, aSin qu'il soit possible de la séparer du lingot (non représenté sur les figures). La forme ronde ou rectangulaire du contour de la surface latérale de la tête 3 est choisie en accord avec la forme du contour de la section droit' due la paroi intérieure de la lingotière 1. La lingotière 1 a une ouverture 5 pour l'admission du métal liquide. Sur la surface 6 de la tête 3 contactant le métal liquide est réalisée une rainure 7 en queute d'aronde destinée à l'accrochage du lingot à la tête 3 du faux- lingot. Les cbtés latéraux de la tête 3 du faux-lingot ont à l'extérieur, c'est-à-dire du côté opposé à la surface 6 orientée vers le métal coulé dans la lingotière , des biseaux 8 qui forment avec la paroi 9de la lingotière 1 un écartement dans lequel est placé, du côté du support 4 du faux-lingot, un joint 10 en matériau réfractaire. L'écartement que ces biseaux 8 forment avec la paroi de la lingotière 1 s'élargit quand on se déplace dans le sens d'extraction du lingot. L'invention prévoit la présence d'un moyen spécial pour le serrage du joint 10. Ce moyen est constitué par un cadre Il de forme correspondant à la configuration de l'écartement formé entre la paroi de la lingotière 1 et les biseaux 8 de la tête 3 du faux-lingot. Le cadre 11 a donc des biseaux inclinés de la même façon que les biseaux 8 et pouvant s'appliquer sur eux lors du serrage Le cadre Il est situé du côté du support 4 du faux-lingot. Le cadre 11 est rigidement lié à un couple vis-écrou constitué* dans l'exemple considéré par un tube 12 qui a un filetage 13 et qui coopère avec un écrou 14. L'écrou 14 est engagé sur le bout libre du tube 12 et bute par l1intermédi- aire d'une rondelle 15 contre une butée 16 réalisée dans le corps 17 du faux-lingot. Le tube 12, l'écrou 14 et la rondelle 15 sont enveloppés par un fourreau 18 qui est rigidement fixé au corps du faux-lingot0 L'épaisseur de la paroi du fourreau 18 est suffisante pour supporter l'effort des organes 19 du dispositif (cage) d'extraction. Le moyen pour le serrage du joint 10 peut comporter plusieurs couples vis-écrou, par exemple deux, comme montré sur la figure 2. Dans ce cas, le cadre 11 est rigidement lié à des tiges 20 qui ont chacune un filetage 21 , un écrou 14 et une rondelle 15. Sur le support 4 du faux -lingot est prévue une butée 22 avec des trous 23 pour le passage des bouts des tiges 20. La machine conforme à l'invention , équipée des dispo sitifs de serrage du joint décrits dans les exemples de réalisation décrits ci-dessus fonctionne de la façon suivante. Avant d'engager h tête 3 (figures 1 et 2) dans la lingotière 1 reliée au récipient de métal A par le conduit de métal 2, on écarte le cadre Il de la tête 3 Jusqu'd sa position extrême. Ceci fait, on engage la tête 3 du faux-lingot dans la lingotière 1. On place le joint 10, par exemple un cordeau d'amiante, suivant le périmètre de la tête 3 du faux-lingot, du côté de son support 4, de manière à obturer dans les zones des biseaux 8 l'écartement entre la surface latéral de la tête 3 du faux-lingot et la paroi de la lingotière 1. Ensuite on fait tourner l'écrou 14 (figure 1), et le tube 12 déplace le cadre il dans les sens allant de la butée 16 à la tête 3 du faux-lingot. D'une manière analogue, la rotation des écrous 14 (figure 2) dans le sens correspondant fait déplacer les tiges 20 portant le cadre 11, dont les biseaux s'appliquent sur les biseaux 8 des cotés latéraux de la tête 3 du faux-lingot et font pénétrer de force le joint 10 dans l'écartement . Le cadre Il poussé sur la tête 3 du faux-lingot assure une obturation fiable de ltecartement par le joint 10. Ceci fait la cavité de la lingotière 1 est prête à recevoir le métal liquide. Le métal est admis dans la lingotière 1 à travers l'ouverture 5, à laquelle il est amené à partir du récipient de métal A par le conduit de métal 2. Au fur et à mesure que la cavité de la lingotière 1 se remplit de métal liquide, le niveau du métal monte etcelui--cientre dansa rainure 7 de la tête 3 , où il se solidifie. Le faux-lingot assure une obturation fiable de l'écar- tement entre la tSte 3 et la paroi de la lingotière 1. En outre, le faux-lingot ne se coince pas dans la lingotière, ce qui assure un déroulement normal de la coulée continue du métal. Une fois le lingot sorti de la lingotière 1 et passé à travers les organes 19 du dispositif (cage) d'extraction, on sépare la tête 3 du faux-lingot d'avec le corps , puis on désassemble ses parties constitutives et on les sépare du lingot. Bien tentendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple0 En particulier, elle comprend tous les moyens constitmant des équivalents techniques des moyens décrits , ainsi que leurs combinaisons , si cellesci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendivations qui suivent. REVENDICATIONS -:-:-:-:-:-:-: 1. Machine pour la coulée continue de métaux, comprenant un récipient de métal liquide mis en communication avec une lingotière par un conduit de métal pouvant être utilisé pendant plusieurs cycles de coulée, un faux-lingot comportant une tête disposée sur un support et qui, au moyen d'un joint en matériau rdfractaire,est rendue étanche , suivant son périmètre, par rapport à la paroi adjacente de la lingotière, caractérisée en ce que la tête du faux-lingot comporte des biseaux disposés extrérieurement pariapport à surface orientée vers le métal arrivant dans la lingotière, ces biseaux étant réalisés sur les parties périphériques de ladite tête adjacentes à la paroi de la lingotière, de manière à former entre eux et la paroi de la lingotière un écartement allant en 8 'élargissant dans le sens d'extraction du lingot et dans lequel est disposé ledit joint. 2*- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les biseaux mentionnés sont réalisés sur toute la surface périphérique de la tête en regard de la paroi adjacente de la lingotière. 3.- Machine selon l'une des revendications 1 et 2,caracté- risée en ce qu'elle comporte des moyens de serrage du joint précité, constitués par un cadre de forme correspondant à celle de la surface biseautée de la tête du faux-lingot, ledit cadre étant lié à au moins un couple vis-écrou dont l'écrou coopère avec une butée réalisée sur le support du fauxlingot.