Brevet FR2552693A1 — publié le 19850405

La présente invention se rapporte à un procédé pour ouvrir la partie obturée de l'orifice de coulée dans le dispositif coulissant de fermeture de récipients d'acier fondu comme des poches et creusets. Le dispositif coulissant de fermeture comprend un type alternatif et un type rotatif. En acièrie, des récipients équipés d'un dispositif coulissant de fermeture ou d'une tubulure coulissante sont généralement utilisés pour couler l'acier fondu. L'acier est introduit dans les récipients lorsque la plaque réfractaire du dispositif coulissant de fermeture est en position fermée. Cependant, lorsque l'acier fondu disposé dans l'orifice de coulée autour de la plaque supérieure coagule, l'enlèvement de l'acier du récipient devient difficile ou même impossible. Pour empêcher cela, diverses sortes de garnitures ont été tentées pour empêcher le contac direct de l'acier fondu avec la plaque, mais invariablement la partie de la garniture contactant l'acier s'agglomère également, formant une coquille qui empêche l'acier de sortir du récipient même lorsque le dispositif de fermeture est ouvert.Des méthodes telles que celles révélées dans la divulgation du brevet Japonais nO 52-11832, dans le modèle d'utilité au Japon nO 55-49819 et autres, ont été conçues pour nettoyer l'orifice de coulée en faisant fondre la coquille ci-dessus. Cependant, ces méthodes posent encore certains problèmes. Par exemple, dans tous les cas, un tube de nettoyage est inséré par l'orifice de coulée de la tubulure inférieure et est maintenu en place à la main. Une telle opération est dangereuse, prend du temps et nécessite un travail important dans un environnement à haute température où l'opérateur risque d'être éclaboussé par l'acier fondu. Par ailleurs, dans le traitement moderne de l'acier, une longue tubulure ou une tubulure à immersion est généralement montée en-dessous de la tubulure inférieure du dispositif coulissant de fermeture pour empêcher l'oxydation de l'acier fondu. Une telle utilisation de la longue tubulure nécessite le montage de la longue tubulure sur la tubulure inférieure uniquement après que l'acier fondu a commence à couler hors du récipient. Cela,en conséquence, complique l'opération de nettoyage et force les opérateurs à travailler dans un environnement extrêmement néfaste. La présente invention a pour objet un procédé d'ouverture de la partie d'obturation de l'orifice de coulée d'acier fondu dans un récipient à fermeture coulissante, ou l'opérateur peut etre exempt d'un travail fastidieux et de tout dangér à haute température, en éliminant des opérations compliquées et dangereuses pour monter la longue tubulure sur la tubulure inférieure du dispositif coulissant de fermeture après l'ouverture de l'orifice de coulée. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention, et dans lesquels:: - la figure 1 est une vue en coupe transversale de la tubulure inférieure où est appliqué le procédé selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe transversale montrant l'opération d'ouverture de l'orifice de coulée par le dispositif d'injection selon l'invention; - la figure 3 est une vue en coupe transversale montrant l'opération d'ouverture par un autre dispositif d'injection comprenant des tubes doubles d'injection; - la figure 4 est une vue en coupe transversale agrandie des tubes d'injection de la figure 3; - la figure 5 est une vue en coupe transversale de la tubulure inférieure selon l'invention, ayant un mécanisme pour empêcher l'écoulement inverse de l'acier fondu vers le tube d'injection; - la figure 6 est une vue avant de la tubulure inférieure avec un autre mécanisme pour empêcher l'écoulement inverse de l'acier fondu vers le tube d'injection;; - la figure 7 est une vue en coupe transversale montrant un aùtre mode de réalisation du dispositif d'injection ayantdes tubes triples d'injection; - la figure 8 est une vue en coupe transversale agrandie du tube externe du tube d'injection de la figure 7; - la figure 9 est une vue en coupe transversale montrant une autre construction du dispositif d'injection; - la figure 10 est une vue en coupe transversale du dispositif coulissant de fermeture o; le dispositif d'injection est reçu dans la tubulure inférieure; et - la figure 11 est une vue en coupe transversale du dispositif coulissant de fermeture où le dispositif d'injection est en position ouverte. L'invention sera expliquée ci-après en détail en se référant aux modes de réalisation montrés sur les dessins où le procédé de l'invention s'applique à la tubulure inférieure du dispositif coulissant de fermeture. La figure 1 montre une vue en coupe transversale d'une tubulure inférieure 1 qui a un dispositif pour ouvrir la partie d'obturation de l'orifice de coulée selon l'invention. Ce mode de réalisation montre un dispositif d'injection 4 qui est monté sur la tubulure inférieure 1 et qui comprend un tube de connexion 3 et un tube d'injection 5. La tubulure inférieure 1 est pourvue d'un trou 2 à sa partie inférieure dans lequel se trouve le tube de connexion 3. L'extrémité étendue du tube de connexion 3 est fermée et une ouverture 6 est disposée sur la paroi circonférentielle de sa partie extrême d'insertion 3a. L'ouverture 6 met le tube de connexion en jonction avec l'extrémité inférieure du tube d'injection 5 qui traverse la trajectoire d'écoulement de l'acier fondu (A) de la tubulure inférieure 1.Le tube d'injection 5 est pourvu d'une ouverture d'injection 5a à son extrémité supérieure. L'extrémité inférieure du tube d'injection de gaz 5 est de préférence vissée à l'ouverture 6 pour former une unité en une pièce. La partie extrême externe du tube de connexion 3 a un diamètre agrandi afin de former une partie de raccordement 7 qui engage un tube 8 de connexion d'alimentation en gaz. Cette partie de raccordement élargie 7 empêche le tube de connexion 3 de se déplacer trop vers l'intérieur de la tubulure inférieure 1. La section transversale du tube de connexion 3 n'est pas limitée à une forme circulaire mais elle peut également être carrée ou polygonale. Le tube de connexion 3 est fixé solidement au trou 2 par des matériaux tels que du mortier, de l'amiante. Sur le dessin, bien que le dispositif d'injection 4 soit construit en connectant plusieurs éléments, il peut être formé en une pièce avec la tubulure inférieure 1 lors de la production de celle-ci. La figure 2 montre la façon dont le procédé de l'invention s'applique en utilisation réelle. Sur la figure 2, lorsque la tubulure inférieure 1 est en engagement avec la plaque réfractaire inférieure 9, l'extrémité supérieure du tube 5 d'injection du gaz s'étend jusqu'à la surface coulissante entre les plaques réfractaires inférieure et supérieure 9, 10. Lorsque la plaque inférieure 9 glisse pour ouvrir le trajet d'écoulement de l'acier fondu (A), la garniture non agglomérée 14 tombe par le trajet d'écoulement (A) tandis que la couche agglomérée 13 reste au fond 12 du récipient d'acier fondu. La présente invention permet une fusion et une ouverture rapides de la couche agglomérée 13 par injection d'oxygène gazeux, de gaz acétylène ou autre gaz combustible indépendamment ou en combinaison vers la couche agglomérée 13. Diverses méthodes sont considérées pour la fusion rapide de la couche agglomérée 13.Par exemple, lorsqu'on emploie des débris de clous, soit indépendamment ou en mélange avec la matière combustible (par exemple une source de carbone solide comme "Carbonet"(marque déposée)) comme garniture, la couche agglomérée 13 contient un degré considérable de chaleur,donc elle s'allume ou brûle facilement et s'ouvre. En utilisant cette méthode, la pollution de l'acier fondu est bien plus faible que lorsque l'on utilise des sables réfractaires pour la garniture. De plus,l'ouverture peut être accomplie tandis qu'une longue tubulure 15 est monteessur la tubulure inférieure 1, ce qui rend inutile le montage de la longue tubulure 15 sur la tubulureinferieure 1 pendant l'opération d'ouverture.De meme, l'oxydation de l'acier fondu du fait de l'air qui tourbillonne dans l'écoulement d'acier fondu est réduite à un minimum. Les figures 3 et 4 montrent un autre mode de réalisation où le tube 5 d'injection de gaz de la tubulure inférieure 1 a une construction télescopique. Sur la figure 3, comme l'extrémité supérieure de la tubulure 5 d'injection de gaz est disposée sur la surface coulissante, il est nécessaire d'introduire un gaz de combustion à une haute pression de la plaque réfractaire inférieure 9 à la couche agglomérée 13 pour faire fondre celle-ci. Ce problème peut être résolu en comprimant ou en réduisant la surface supérieure d'ouverture du tube 5 d'injection de gaz comme cela est montré sur la figure 1, ce qui produit une haute pression d'injection pour l'écoulement de gaz. Les-figures 3 et 4 montrent une construction pour obtenir un meilleur effet d'injection du tube d'injection de gaz 5, où l'extrémité supérieure de la partie 5 s'étendant vers le haut est placée près de la couche agglomérée 13, donc la couche 13 peut facilement être fondue.En effet, lorsque la plaque réfractaire inférieure 9 des dispositifsvcoulissants de fermeture est à la position fermée, la partie 5" qui s'étend vers le haut est reçue dans le trajet d'écoulement de l'acier fondu (A) avec le ressort 16 comprimé, tandis que la partie 5" s'étendant vers le haut se déplace vers le haut par l'élasticité du ressort 16 lorsque la plaque réfractaire inférieure 9 glisse et ouvre le trajet d'écoulement (A). Le ressort 16 nécessite une force d'élasticité suffisante pour élever la partie 5" s'étendant vers le haut jusqu'à l'extrémité supérieure d'une partie de tube de base 5' du tube d'injection de gaz pour son maintien en position. La partie 5' est insérée coulisaante à l'intérieure de la partie 5" s'étendant vers le haut.La partie 5" a une partie de bride concentrique 18 à son extrémité inférieure. Le diamètre interne de la partie de bride 18 est légèrement plus grand que le diamètre externe de la partie du tube de base 5'. La partie 5' est pourvue d'une partie de bride 17 à son extrémité supérieure qui s'étend radialement pour contacter la surface interne de la partie 5" s'étendant vers le haut. La construction ci-dessus permet d'empêcher la séparation de la partie 5" s'étendant vers le haut et de la pattie de base 5'. Dans une construction télescopique triple (nonreprésentée sur les dessins), une bride et un ressort sont disposés sur le pourtour externe de la partie 5" s'étendant vers le haut et une partie supplémentaire s'étendant vers le haut est disposée exposition Ce mode de réalisation montre la construction de la tubulure sous forme d'un type à deux plaques, mais le mode de réalisation n'est pas limité à cette construction. Par exemple, on peut également utiliser un type à trois plaques. Les figures 5 et 6 montrent d'autres modes de réalisation de l'invention ou un mécanisme pour empêcher un écoulement inverse de l'acier fondu est prévu. Sur la figure 5, le chiffre de référence 19 indique une partie de coagulation de l'acier fondu qui se trouve sur le pourtour de la tubulure inférieure 1 reliant le tube de connexion 3 au tube 8 d'alimentation en gaz. Cette partie 19 de coagulation de l'acier fondu est de préférence faite d'un tube de cuivre qui a une forte oonductivité thermique pour faciliter le refroidissement et la coagulation de l'acier fondu, mais d'autres matériaux comme un tubeen acier ou en fer peuvent être efficacement utilisés pour empêcher l'écoulement de l'acier fondu dans le tube d'injection 5. Sur la figure 6, une partie 19' de coagulation de l'acier fondu forme un tourbillon. De plus, les mécanismes qui suivent sont proposés pour empêcher l'écoulement inverse de l'acier fondu. Une barre en fer est disposée dans le tube de connexion 3 ou un gaz inerte tel que Ar, N2 est introduit par le tube 8 d'alimentation en gaz immédiatement après ouverture de l'orifice de coulée de l'acier fondu. Du fait de la construction ci-dessus, I'écoulement de l'acier fondu dans le tube d'injection et une fuite de l'acier fondu et son oxydationdu fait de l'air qui est aspiré par le tube de connexion 3 peuvent être efficacement empêchés. La figure 7 montre un autre mode de réalisation préféré où le tube d'injection 5 se compose d'un certain nombre de tubes télescopiques pour injecter du gaz. Le tube d'injection 5 se compose d'un tube stationnaire 5b, d'un tube intermédiaire 5c et d'un tube externe 5d, qui sont disposés concentriquement, chaque tube pouvant s'étendre et se retirer dans la direction de son axe. Le tube stationnaire 5b et le tube intermédiaire 5c ont des parties élargies 5b' et 5c" respectivement qui s'étendent radialement valeurs extrémités supérieures. Le tube intermédiaire 5c et le tube externe 5d sont pourvus de parties rétrécies 5c' et 5d' respectivement, réduisant leur diamètre à leursextrémitésinférieures. Grâce àune telle construction du tube d'injection 5, lorsque le tube intermédiaire 5c et le tube externe 5d s'étendent, les deux tubes se mettent en position sans se séparer du tube stationnaire 5b. La surface d'écoulement du gaz de l'ouverture d'injection 5a est déterminée de façon que le gaz est introduit dans le tube d'injection 5, le tube intermédiaire 5c et le tube externe 5d s'étendent jusqu'à la position d'injection comme le montre la figure 10 par la pression du gaz et ces tubes 5c et 5d peuvent maintenir leur position étendue du fait de la même pression du gaz, et le gaz peut être injecté par l'ouverture d'injection 5a vers la couche agglomérée 13. La surface est également déterminée par rapport à la pression d'alimentation en gaz. Dans ce mode de réalisation, le diamètre externe du tube externe 5d est de 10-20 mm , ce qui est plus faible que la moitié du diamètre interne du trajet d'écoulement de l'acier fondu (A) de la tubulure inférieure 1, le diamètre de l'ouverture d'injection 5a est de 4-6 mm, la longueur minimale du tube d'injection 5 en position retirée est de 200 - 400 mm, la longueur maximale du tube d'injection 5 en position étendue est de 500 - 800 mm, et la pression de l'oxygène gazeux fournit est de 2 - 10 bars. L'ouverture d'injection 5 peut être fermée par une matière combustible. Par ailleurs, des protubérances ou ressorts à lame peuvent être prévus-dans le tube 5 pour empêcher le retrait du tube intermédiaire 5c et du tube externe 5d après leur extension. Dans la construction ci-dessus mentionnée du dispositif d'injection 4, l'extrémité supérieure du tube externe 5d a une surface plate et l'ouverture d'injection 5a est ouverte en son centre. Au lieu de cela, une autre structure de l'ouverture d'injection montrée sur les figures 8(a) et 8 (b) peut être employee, où le tube externe 5d a une partie cylindrique à son extrémité supérieure qui diminue graduellement la surface d'écoulement du gaz dans la direction de l'extrémité à ouverture. Grâce à une telle construction du dispositif d'injection 4, lorsque la plaque réfractaire inférieure 9 est fermée et que du gaz d'injection n'est pas fourni, le tube intermédiaire 5c et le tube externe 5d sont retirés vers le tube stationnaire 5b et l'ensemble du tube d'injection 5 est reçu dans la tubulure inférieure 1 comme le montre la figure 10. Lorsque la plaque réfractaire inférieure 9 glisse et ouvre le trajet d'écoulement de l'acier fondu (A) et que le gaz est fourni au tube d'injection 5 à une pression prédéterminée, le tube intermédiaire 5c et le tube externe 5d s'étendent à travers les plaques réfractaires inférieure et supérieure 9, 10 jusqu'à la tubulure supérieure 11 du fait de la pression du gaz comme le montre la figure 11. Alors, le tube externe 5d se place à proximité, sous la couche agglomérée 13, et le gaz oxygène fourni est injecté par l'ouverture d'injection 5a du tube externe 5d et fait fondre la couche agglomérée pour ouvrir la partie d'obturation de l'orifice de coulée. La figure 9 montre un mode de réalisation du tube d'injection, où le tube stationnaire 5b est connecté au tube de connexion 3 et où un tube intermédiaire 5c et un tube interne 5e sont disposés de façon à pouvoir s'étendre et se retirer dans la direction de leur axe. Le tube intermédiaire 5c est pourvu d'une partie de bride 5h à son extrémité inférieure, qui peut glisser sur la surface interne du tube stationnaire 5b et le tube interne 5a a également une partie de bride 5h à son extrémité inférieure qui peut glisser sur la surface interne du tube intermédiaire 5c. Le chiffre de référence 5f indique une protubérance qui est disposée sur le pourtour externe du tube intermédiaire 5c et du tube interne 5e. Comme on l'a décrit jusqu'à maintenant, le procédé selon l'invention présente les avantages qui suivent. (1) Les opérateurs n'ont pas à risquerde travailler Jproximite du récipient contenant l'acier fondu. (2) eomme les opérateurs n'ont pas à insérer et à tenir un tube long et lourd de nettoyage dans l'orifice de coulée de la tubulure inférieure, l'opération d'ouverture s'en trouve simplifiée. (3) Comme l'opération d'ouverture peut être entreprise avec la longue tubulure montée à la tubulure inférieure, des opérations dangereuses telles que le montage de la longue tubulure à la tubulure inférieure après ouverture de l'orifice de coulée sont éliminées. (4) Une rapide opération d'ouverture de l'orifice de coulée peut facilement être entreprise en toute securité. (5) Comme l'inclusion de l'air dans l'écoulement d'acier fondu peut être totalement empêchée, l'oxydation de l'acier-fondu est efficacement empêchéeet la qualité du produit est fortement améliorée. (6) En utilisant des débris de clous indépendamment ou leur mélange avec une matière combustible comme garniture, la contamination de l'acier fondu qui se produit lorsque la garniture est faite d'une matière réfractaire peut être efficacement empêchée, et la pureté du produit est par conséquent améliorée et l'on peut produire de l'acier de haute qualite. REVENDICATIONS 1. Procédé d'ouverture d'une partie obturée d'un orifice de coulée d'acier fondu dans un dispositif coulissant de fermeture caractérisé en ce qu'il consiste à monter un dispositif d'injection (4) sur une tubulure souhaitée (1) dudit dispositif coulissant de fermeture, à diriger une sortie d'un tube d'injection (5) dudit dispositif d'injection vers ladite partie fermée dudit orifice de coulée et à injecter du gaz ou une flamme vers ladite partie fermée. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit tube d'injection est fait d'un certain nombre de tubes télescopiques qui peuvent s'étendre ou se retirer en direction axiale.