Brevet FR2481970A1 — publié le 19811113

"Assemblage de plaque de fermeture pour un obturateur à coulisse de récipients de métal en fusion." La présente invention concerne un assemblage de plaque de fermeture, destiné à un obturateur à coulisse ou à tiroir et comportant une plaque réfractaire qui présente une sur- face de glissement et au moins un orifice de passage ou d'écoulement et qui est encastrée dans une enveloppe de tôle, laquelle présente une surface de fond située sur le côté opposé à ladite surface de glissement et comporte un jour dans la zone environnant l'orifice de passage, ainsi qu'un rebord contigu à cette surface de fond, lequel entoure la plaque réfractaire sur tout son pourtour. Pour le montage échangeable des plaques de fermeture ré- fractaires des obturateurs à coulisse prévus pour les réci- pients de métal en fusion utilisés en métallurgie, plaques qui sont exposées à une forte usure (plaque de fond fixe ou plaque coulissante mobile), il existe essentiellement deux procédés usuels: fixer par du mortier, de façon à pouvoir l'enlever par rupture, la plaque réfractaire directement dans un cadre métallique (y compris un cadre à cassette) de l'obturateur, ou bien encastrer la plaque réfractaire dans une enveloppe de tôle, l'assemblage de plaque ainsi. préfabriqué étant ensuite inséré sans mortier dans le cadre. Ainsi qu'il a été exposé ci-dessus, la présente invention concerne un assemblage de plaque de fermeture de ce deuxiè- me type. L'enveloppe de tôle sert principalement à conférer à la plaque réfractaire une ferme cohésion lorsque des fissures s'y produisent au cours du fonctionnement de l'obturateur. En présence des sollicitations thermiques et mécaniques extrêmement fortes qui interviennent, de telles fissures sont pratiquement inévitables et auraient des conséquences fatales si des fragments de plaque venaient à se séparer en créant une ouverture béante ou s'ils risquaient de se dé- caler les uns par rapport aux autres au cours du fonctionne- ment de l'obturateur. Pour que l'on soit assuré que ces incidents ne peuvent pas se produire, il faut prévoir une 248 197 surface de fond et un rebord de tôle qui entoure la plaque réfractaire, tandis qu'on considère comme insuffisant de prévoir simplement, par exemple, une bande de tôle qui serait tendue à la manière d'un cercle ou bandage autour du bord de la plaque. Il est cependant difficile, dans une fabrication en série de ces assemblages de plaque, de relier avec la précision nécessaire la plaque réfractaire et l'enveloppe de tôle. Il faut notamment que le fond de tôle soit aligné avec une très grande précision par rapport à la surface de glissement, rec- tifiée et plane, que présente, sur le côté opposé, la plaque réfractaire, afin que l'étanchéité soit assurée entre les deux plaques et que l'obturateur à coulisse ne se coince pas lorsqu'il est actionné. Or, les tolérances dimensionnelles entre la plaque réfractaire et l'enveloppe de tôle ne sont qu'incomplètement compensées par la couche de mortier qui relie celles-ci, car cette couche subit un retrait qui ne reste pas toujours constant pendant le séchage ou la prise. C'est pourquoi on ne peut souvent obtenir une assise impec- cable et des faces parfaitement planes et parallèles qu'au prix de retouches minutieuses, compliquées et coûteuses. Enfin, la couche de mortier elle-même ne constitue pas toujours un support parfaitement sur pour la plaque réfrac- taire ou les fragments de celle-ci, car des différences lo- cales de compacité peuvent intervenir du fait que la plaque ait été enfoncée sous pression, et, en exploitation, le mor- tier peut être chauffé jusqu'au ramollissement. La présente invention a pour objet de réaliser les assem- blages de plaque de fermeture du type précédemment mentionné de manière à permettre, tout en maintenant la fonction de support de l'enveloppe de tôle, qui est essentielle, que la fabrication puisse se faire en série de manière rationnelle avec une précision de montage garantie. La présente invention permet de résoudre ce problème par le fait que la surface de fond de l'enveloppe de tôle pré- sente plusieurs jours, séparés les uns des autres et du rebord de ladite enveloppe par des bandes de surface, jours à l'em- placement desquels des zones de la plaque réfractaire, qui sont dressées avec précision par rapport à la surface-de glisse- ment, se trouvent dégagées, ces zones étant destinées à servir d'assise sur un cadre métallique qui reçoit l'assem- blage de plaque. La surface de fond de l'enveloppe de tôle ne servant donc plus, de ce fait, à assurer l'assise de l'assemblage de plaque, la précision de l'installation ne dépend donc que de la précision de fabrication d'une seule pièce, à savoir la plaque réfractaire, et lesexigences auxquelles il faut satisfaire en ce qui concerne la planéi-- té de l'enveloppe de tôle et la précision de l'assemblage de la plaque et de l'enveloppe sont nettement moindres. Le fait que la plaque réfractaire ait directement son assise sur le bâti métallique, selon le mode de réalisation de la présente invention, supprime de plus toute incertitude due à la pression exercée sur la couche de mortier. La présente in- vention est applicable, de la même manière, à des assembla- gesde plaque pour obturateurs à tiroir linéaires, rotatifs ou pivotants. La rigidité de l'enveloppe de tôle ou son effet de sup- port sur la plaque réfractaire ne sont guère compromis par les jours ménagés dans la surface de fond. A cet égard, il est avantageux que, selon une caractéristique additionnelle de la présente invention, la surface de fond de l'enveloppe de tôle présente, sur son pourtour, une bande-marginale con- tinue, contiguë au rebord de tôle, et/ou, selon une autre caractéristique de la présente invention, que les jours soient disposés de telle manière que plusieurs bandes de surface, ou toutes ces bandes, soient toujours reliées entre elles et forment ensemble un réseau qui s'étend sur la surface de fond. La présente invention peut être réalisée de telle ma- nière que les différentes zones dégagées soient situées sur des proéminences séparées que présente la plaque réfractaire, ces proéminences faisant saillie au-dessus de la surface de fond de l'enveloppe, à travers les jours, leur hauteur étant choisie en conséquence, ou bien, selon un autre mode de réalisation, de telle sorte que les différentes zones déga- gées soient en retrait par rapport à la surface de fond de l'enveloppe de tôle. Dans le second cas, c'est la fabrica- tion de la plaque elle-même qui est légèrement simplifiée, dans le premier cas la fabrication du cadre qui reçoit l'assemblage de plaque. En tout état de cause, il est avan- tageux que, selon une autre caractéristique de la présente invention, les zones dégagées sur la plaque réfractaire soient toutes situées dans un même plan commun, parallèle à la surface de glissement, ce qui permet de les usiner, par exemple, par une unique opération de meulage. Selon une- autre caractéristique de la présente invention, une des zones dégagées et destinées à s'appuyer sur le cadre peut - être directement adjacente à une zone de surface annulâire- qui entoure l'orifice de passage ou d'écoulement, et qui est destinée à être raccordée à un élément réfractaire voisin de l'assemblage de plaque de fermeture, élément qui fait suite à l'orifice de passage.- La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée de plusieurs modes.de réalisation pris comme exemples non limitatifs et illustrés par le des- sin annexé, sur lequel - la figure 1 est une vue d'un assemblage de plaque destiné à un obturateur à coulisse rotatif; - la figure 2 est une vue en coupe le long de la ligne II-II de la figure 1; - la figure 3 est une vue d'un assemblage de plaque destiné à un obturateur à coulisse linéaire, et - - la figure 4 est une vue en coupe le long de la ligne IV-IV de la figure 3. L'assemblage de plaque de fermeture selon les figures 1 et 2, qui est destiné à un obturateur à coulisse rotatif - il peut s'agir de la plaque de fond fixe ou de la plaque coulissante rotative - est, de façon connue, de forme sen- siblement circulaire et présente deux sections marginales droites 2a opposées, destinées au blocage ou à 1 'entraînement du mouvement de rotation. L'assemblage de plaque 10 comporte une plaque réfractaire 12,- qui est encas- trée dans une enveloppe de tôle 1 et reliée à celle-ci par une couche de mortier 9. L'une des surfaces 14 de la plaque réfractaire 12, qui n'est pas entourée par l'envelop- pe de tôle, est usinée avec précision (meulée) pour consti- tuer une surface de glissement, et est en contact étroit avec la surface de glissement correspondante de l'assembla- ge de plaque situé en regard, lorsque l'obturateur à coulis- se est monté. L'orifice de passage ou d'écoulement de la plaque réfractaire 12 porte la référence numérique 13; dans le cas d'un assemblage de plaque coulissante, un autre ori- fice de passage 13a, qui est esquissé en trait mixte sur la figure, et dont le diamètre peut être identique ou diffé- rent, est habituellement prévu. Un manchon réfractaire 19, contigu à la plaque réfractaire 12 et qui fait suite au con- duit de passage ou d'écoulement, ainsi que le cadre métalli- que 18 qui reçoit l'assemblage de plaque, sont esquissés en trait mixte sur la figure 2. Le blocage de l'assemblage de plaque 10 dans le cadre 18 peut se faire, par exemple, de manière connue, à l'aide de coins, d'excentriques ou de vis de pression, ce mode de fixation n'étant pas représenté. Un rebord 2, 2a entoure la plaque réfractaire 12 sur tout son pourtour. La surface de fond de l'enveloppe de tôle, dont l'ensemble porte la référence numérique 3 sur Les fig. 1 et 2 et qui est située sur le côté opposé à la surface de glissement 14, est raccordée au rebord de tôle2; l'enveloppe de tôle est habituellement réalisée par emboutissage pro- fond, à partir d'un flan de tôle. La surface de fond 3 pré- sente plusieurs jours 7, 8 qui sont séparés les uns des autres ainsi que du rebord de tôle 2par les bandes 4, 6 qui subsistent de la surface de fond. 1l est préférable qu'au- cun des jours 7, 8 n'atteigne le rebord 2, de façon qu'il subsiste à la surface de fond une bande marginale 4 qui fasse tout le tour, c'est-à-dire qui ne présente pas d'in- terruption et qui soit contiguë au rebord 2. Les jours 7 et 8 ont une forme telle que les bandes de surface 4 et 6 soient reliées entre elles et constituent une sorte de ré- seau qui s'étend sur la surface de fond 3. A l'intérieur des jours 7 et 8, des zones 15 et 17 de la plaque réfrac- taire 12 se trouvent dégagées, et ces zones, qui sont ali- grées avec précision par rapport à la surface de glissement 14, constituent une assise directe en s'appuyant sur le ca- dre métallique 18. Dans le cas présent, les zones 15, 17 sont situées sur des proéminences 16 séparées que présente la plaque réfractaire, et dont la hauteur est telle qu'elles font saillie à travers les jours 7 et 8 et au-delà de la surface de fond 3. Toutes les zones dégagées 15 et 17 se situent, de préférence, dans un même plan et sont, par exemple, meulées de façon à être parallèles à la surface de glissement 14; une planéité correspondante de la surface d'assise sur le cadre métallique 18 est évidemment aussi une condition requise pour assurer une assise impeccable. Grâce à la conception décrite, on obtient que toutes les parties de la surface de fond 3 (bandes de surface 4 et 6) soient à une distance A déterminée du cadre 18 et ne consti- tuent donc pas l'assise de l'assemblage de plaque 10. A l'intérieur de l'un des jours 8, celui qui entoure l'orifi- ce de passage 13, la zone dégagée 15a fait directement suite à une zone annulaire l9a correspond au diamètre du manchon 19 et est destinée à raccorder la plaque réfractaire à cet élément réfractaire voisin. Ladite zone annulaire peut être décalée en hauteur par rapport à la zone 15a ou être, comme représenté, dans le même plan. L'assemblage de plaque 30 (plaque de fond ou plaque coulissante), pour un obturateur à coulisse linéaire, selon les figures 3 et 4, se compose lui aussi d'une plaque ré- fractaire 32 et d'une enveloppe de tôle 21 qui entoure celle-ci, ces éléments étant reliés entre eux par une couche de mortier 29. La surface de fond 23 de l'enveloppe de tôle, qui est contiguë au rebord de tôle 22 et est située du côté opposé à la surface de glissement 34, présente, à nou- veau, plusieurs jours 27 qui sont séparés par des bandes de surface 26 réunies pour former un réseau, et il est préfé- rable qu'il subsiste, dans la surface de fond 23, une bande marginale 24 continue et contiguë au rebord de tôle 22. Un jour supplémentaire 28 est ménagé dans le fond de tôle 23 dans la zone environnant l'orifice de passage ou d'écoulement 33. Les zones 35 de la plaque réfractaire, dégagées à l'intérieur des jours 27, sont à nouveau alignées avec pré- cision par rapport à la surface de glissement 34 et consti- tuent l'assise du dispositif par rapport au cadre métalli- que 38, qui reçoit de façon connue l'assemblage de plaque 30. Cependant, contrairement à l'exemple précédent selon les figures 1 et 2, les zones 35 sont en retrait par rapport à la surface de fond 23 de l'enveloppe de tôle; il est préfé- rable qu'elles constituent un plan continu, rendu par usi- nage parallèle à la surface de glissement 34. Par contre, la zone annulaire 35aprévue à l'intérieur du jour 28 et qui entoure l'orifice de passage 33, zone dont on exige moins de précision pour le raccordement du manchon 39, peut être en retrait des zones 35. Pour que l'assise de la plaque réfractaire 32 soit assurée directement sur le cadre 38, ce dernier présente des proéminences 37, qui correspon- dent aux zones 35 et qui sont usinées avec une grande pré- cision à leur surface d'assise. Dans ce cas également, la surface de fond 23 ou ses bandes de surface 24 et 26 ne constituent pas l'assise du dispositif sur le cadre 38, mais sont de préférence à une faible distance A-de celui-ci. Les différences entre les deux modes de réalisation, notamment en ce qui concerne les zones dégagées, surélevées par rapport au fond de tôle ou situées en retrait de celui- ci, et le raccordement de l'élément réfractaire voisin, qui fait suite au conduit de passage ou d'écoulement, ne sont évidemment pas liées à la variante considérée, mais ces ca- ractéristiques peuvent, au contraire, être réalisées au choix dans l'un ou l'autre des modes d'exécution. Il est -également possible de prévoir, de façon connue, sur la pla- que réfractaire, à la place de l'élément réfractaire séparé voisin 19 ou 39, un embout fixe en forme de manchon qui peut lui aussi être entouré par l'enveloppe de tôle. On peut en outre imaginer des modes de réalisation dans lesquels la zone dégagée 15, 17, ou 35 ne soit pas plane et parallèle à la surface de glissement, mais soit dressée avec précision par rapport à celle-ci avec une autre orientation. Avec la construction décrite pour les assemblages de plaque 10, 30, ce ne sont pas la grande précision du fond -8 de tôle 3 ou 23, ni celle du montage ou assemblage-de l'en- veloppe de tôle et de la plaque réfractaire qui importent, car la position de la surface de glissement 14, 34 par rap- port au cadre est uniquement déterminée par la plaque ré- fractaire. Cette position ne peut pas non plus être influen- cée par les irrégularités de la couche de mortier ou par les effets que celle-ci peut subir ultérieurement. Néammoins, une "étreinte" solide de la plaque réfractaire par l'enve- loppe de tôle est assurée, de sorte que, si des fissures apparaissent dans le matériau réfractaire-(fissures qui partent généralement des orifices de passage ou d'écoulement), les fragments sont maintenus réunis de façon sure dans leur position réciproque, ceci en dépit des très grands efforts de cisaillement qui s'exercent dans l'assemblage de plaque pendant que l'obturateur à coulisse est actionné. R E V E N D I C A T I 0 N S 1.- Assemblage de plaque de fermeture, destiné à un obturateur à coulisse et comportant une plaque réfractaire qui présente une surface de glissement et au moins un ori- fice de passage ou d'écoulement et qui est encastrée dans une enveloppe de tôle, laquelle présente une surface de fond située sur le côté opposé à ladite surface de glissement et comporte un jour dans la zone environnant l'orifice de passage, ainsi qu'un rebord contigu à cette surface de fond, lequel entoure la plaque réfractaire sur tout son pourtour, caractérisé en ce que la surface de fond (3, 23) de l'enveloppe de tble (l)présente plusieurs jours (7,8,27), séparés les uns des autres et du rebord (2,22) de ladite enveloppe par des bandes de surface (4,6,24, 26), jours à l'emplacement desquels des zones (15,17,35) de la plaque réfractaire (12,32), qui sont dressées avec précision par rapport à la surface de glissement (14,34), se trouvent dégagées, ces zones étant destinées à servir d'assise sur un cadre métallique (18,38) qui reçoit l'assemblage de plaque. 2.- Assemblage de plaque de fermeture selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que la surface de fond (3,23) de l'enveloppe de tôle présente, sur son pourtour, une bande marginale (4, 24) continue, contiguë au rebord de tôle (2,22). 3.- Assemblage de plaque de fermeture selon la reven- dication 1 ou 2, caractérisé en ce que plusieurs bandes de surface (4,6, 24,26) ou toutes ces bandes sont toujours reliées entre elles et forment ensemble un réseau qui s'étend sur la surface de fond (3,23). 4.-Assemblage de plaque de fermeture selon l'une quel- conque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les zones (15,17,35) dégagées sur la plaque réfractaire sont toutes situées dans un même plan commun, parallèle à la surface de glissement (14,34)o 5.- Assemblage de plaque de fermeture selon l'une quel- conque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les différentes zones dégagées (15,17) sont situées sur des proéminences séparées (16) que présente la plaque réfrac- taire, ces proéminences faisant saillie par rapport à la surface de fond (3) de l'enveloppe de tôle, à travers les jours (7,8) (Figures 1, 2). 6.- Assemblage de plaque de fermeture selon l'une quel- conque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les zones dégagées (35) sont situées en retrait de la surface de fond (23) de l'enveloppe de tôle (figures 3, 4). 7.- Assemblage de plaque de fermeture selon l'une quel- conque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une des zones dégagées (15a) est directement adjacente à une zone de surface annulaire qui entoure l'orifice de passage ou d'écoulement (13), et qui est destinée à être raccordée à un élément réfractaire (19) voisin de l'assemblage de pla- que de fermeture, élément qui fait suite à l'orifice de passage. 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