Brevet FR2551523A1 — publié le 19850308

Plaque d'obturateur pour un obturateur coulissant " L'invention se rapporte à une plaque d'obturateur percée d'au moins un orifice d'écoulement pour un obturateur coulissant, comportant un support qui est muni d'une couche de glissement formant au moins une partie de la surface d 'étanchéité. Un obturateur coulissant pour la régulation de l'écou lement des bains de fusion de métal comporte en général deux 10 plaques en matériau réfractaire, une fixe et une mobile, qui viennent s'appliquer l'une contre l'autre au niveau de leur surface d'étanchéité et agissent en coopération mutuelle. Lors de leur fonctionnement, ces plaques d'obturateur sont exposées comme on le sait à de très fortes sollicitations (par 15 exemple contraintes thermiques, érosion, attaques chimiques, etc) et doivent donc être remplacées de temps en temps. Selon les conditions d'exploitation, en particulier selon la nature du bain de fusion, ces sollicitations sont extra mement différentes Dans de nombreux cas, il importe que l'une ou les deux plaques de l'obturateur présentent au ni veau de leur surface d'étanchéité ou au moins dans une zone partielle de celle -ci, des caractéristiques particulières, par exemple en ce qui concerne la résistance à l'usure, les caractéristiques de glissement, la tenue à l'abrasion, la 25 conductibilité thermique, etc. On a déjà proposé des plaques d'obturateur comportant un support qui, sur la surface d'étanchéité de la plaque, est muni d'une couche de glissement spéciale(demande de brevet japonais 44 26 935, demandesde brevetsallemands 1 935 424, 1 937 742, 27 19 105) D'après ces propositions, la couche de glissement est solidaire du support réfractaire, c'est-à-dire que la plaque de l'obturateur est réalisée sous la forme d'un corps composite et ne peut être remplacé que dans sa totalité La fabrication de ces corps composites est assurément trèscompliquée et le raccordement rigide de matériaux ayant des coefficints de dilatation thermique gé généra Imentdifférents peut poser des problèmes supplémentaires. Il y a donc des cas d'utilisation o une usure progressive ou analogue de la surface d'étanchéité ou de la surface de glissement limite seulement la durée d'utilisation de la plaque/tandis que le support serait encore uti10 lisable; dans de telles conditions, il est antiéconomique de devoir à chaque fois changer la totalité de la plaque composite. L'invention a par conséquent pour objet de réaliser des plaques d'obturateur du type précité de façon que leur 15 fabrication soit simplifiée et leur exploitation plus économique. Pour atteindre ce résultat, la plaque d'obturateur selon l'invention est caractérisée par le fait que la couche de glissement est réalisée sous la forme d'un plateau 20 lâche et interchangeable assuré contre toute possibilité de déplacement vis à-vis du support. Sur les lieux d'utilisation de l'obturateur, on a ainsi la possibilité de ne remplacer simplement à chaque fois que le plateau mentionné, tandis que le support 25 reste en place Comme il n'existe aucun raccordement rigide entre le support et le plateau et que ceux-ci sont uniqueou mecanique ment maintenus par une liaison géométrique/, les difficultés résultant des différentes dilatations thermiques des deux éléments sont complètement éliminées. Pour empêcher tout déplacement relatif entre le plateau et le support, l'invention prévoit plusieurs modes de réalisation; par "déplacement", on entend aussi bien un mouvement linéaire qu'un mouvement de rotation entre les deux éléments de la plaque parallèlement à la surface d'étanchéi35 té. Dans un premier mode de réalisation selon l'invention, le plateau formant la couche de glissement est encastré dans un évidement ajusté pratiqué dans le support et guidant le bord du plateau Le support et le plateau peuvent aussi être bloqués en rotation l'un vis-à-vis de l'autre au moyen d'une cheville d'entraînement. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le support et le plateau sont bloqués en rotation l'un vis-àvis de l'autre par la configuration non circulaire du bord du plateau et de l'évidement, en particulier, une surface en forme de segmrent. Il peut être aussi prévu, selon une autre caractéristique de l'invention, de réaliser le support et le plateau de manirreà pouvoir les encastrer de façon ajustée dans un évidement commun d'un cadre porteur métallique. Dans la plaque d'obturateur selon l'invention, bien que; 15 le support et le plateau ne soient disposés que de façon lâche l'un sur l'autre, et qu'il n'e xiste donc aucune liaison assurant l'étanchéité entre les éléments, il s'est révélé que, lors du fonctionnement, la matière en fusion sortant par l'orifice d'écoulement ne pouvait normalement pas pénétrer 20 entre les surfaces d'application Il est toutefois possible de munir le plateau d'une douille venue d'une seule pièce, prolongeant l'orifice d'écoulement et pénétrant dans le support On peut ainsi supprimer tout joint partant de l'orifice d'écoulement. L'invention peut en principe être utilisée en cas de plaquesfixen de même qu'en cas de plaquesmobilespour obturateurs coulissants linéaires, tournants ou pivotants. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description de modes de réalisation pris comme exemples, mais non 30 limitatifs, et illustrés par le dessin annexé, sur lequel: la figure 1 représente en coupe et la figure 2 en élévation, une plaque d'obturateur tournant en tant que premier exemple; les figures 3 et 4 représentent en vuesanaloguesaà 35 celle'des figures J'et 2, un deuxième mode de réalisation d'une plaque d'obturateur tournant; les figures 5 et 6 représentent également en coupe et en élévation, une plaque réalisée selon une autre variante et encastrée dans un cadre porteur métallique d'un obtu rateur tournant; les figures 7 et 8 représentent de façon analogue une plaque pour un obturateur linéaire. La plaque représentée sur les figures 1 et 2 pour un obturateur coulissant et tournant comportant l'orifice d'écoulement 3 et la surface d'étanchéité 7 est composée de deux 10 éléments, à savoir, le support 1 et un plateau 2 formant la surface d'étanchéité 7 Le support 1 est destiné à être encastré de façon connue dans un cadre porteur métallique de l'obturateur tournant (non représenté), une surface d'entraînement latérale 6 (surface en forme de segment) servant 15 à la fixation ou à l'entraînement en rotation Le plateau 2 est normalement réalisé en un autre matériau que le support et constitue une surface de glissement le long de la surface d'étanchéité 7 qui doit venir s'appliquer de façon étanche sur la contreplaque de l'obturateur Le plateau 2 20 n'est pas rigidement fixé au support 1 mais est encastré dans un évidement 4 du support de façon ajustée quoique lâche et amovible comme schématisé par une ligne en traits mixtes sur la figure 1 (ainsi que sur les figures 3, et 7) Les éléments 1 et 2 sont assurés contre toute possi25 bilité de déplacement relatif en ce sens que le bord du plateau est guidé le long de l'évidement 4 et qu'une cheville d'entraînement 5 disposée excentriquement empêche toute ro tation du plateau circulaire 2 à l'intérieur de l'évidement. La plaque d'obturateur tournant selon les figures 3 et 30 4 est réalisée de façon sensiblement analogue à celui de l'exemple précédemment décrit La différence réside uniquement dans le blocage en rotation du plateau 2 ' par rapport au support 1 ', attendu qu'ici une surface d'entraînement 8 (suface en forme de segment) est façonnée le long de l'évide35 ment 4 ' du support et, de façon correspondante, sur le bord du plateau 2 ' Le blocage contre toute possibilité de rotation réciproque peut bien entendu être aussi réalisé par une autre configuration non circulaire du plateau 2 ' et de l'évidement 4 '. Dans la plaque d'obturateur tournant selon les figures et 6 il s'agit ici d'une plaque rotative comportant deux orifices d'écoulement 13 et 15 le support 11 et le plateau 12 formant la surface d'étanchéité 17 sont encastrés individuellement dans un évidement approprié commun 16 d'un cadre 10 porteur métallique 14 Les deux éléments 11 et 12,placés lâches l'un au dessus de l'autre, ne sont dans ce cas pas posibil Vt' de déplacement directement bloqués contre tout/l'un vis à vis de l'autre, mais le sont individuellement vis-à-vis du cadre porteur et de son évidement 16, ce qui a naturellement le même effet. 15 Pour le blocage en rotation entre les éléments 11, 12 et 14, il est prévu dans le cas présent, deux surfaces opposées 18 en forme de segments, cependant cela pourrait bien entendu être aussi réalisé avec des éléments circulaires et par exemple une ou plusieurs chevilles d'entraînement. L'exemple de réalisation des figures 7 et 8 se rapporte à une plaque pour un obturateur coulissant linéaire Le support rectangulaire 21 en forme de plaque comporte un évidement rectangulaire 24 dans lequel le plateau 22, formant la surface d'étanchéité 27 et dont les angles 25 sont chanfrei 25 nés, est encastré de façon ajustée, quoique lâche et amovible L'orifice d'écoulement 23 de la plaque d'obturateur est ici aussi formée par des perçages superposés pratiqués dans le plateau 22 et dans le support 21 En général, il s'est révélé que le joint ainsi constitué dans la paroi de 30 l'orifice d'écoulement 23 entre les éléments 22 et 21 posés l'un sur l'autre n'était pas gênant et ce d'autant moins, que ces éléments en condition de fonctionnement sont comprimés-l'un contre l'autre dans l'obturateur et n'exécutent aucun mouvement relatif l'un par rapport à l'autre Si néces35 saire, on peut toutefois supprimer ce joint, comme schématisé en 28 par une ligne en traits mixtes sur les figures 7 et 8, 2 5 5 1 5 2 3 en munissant le plateau 22 d'une douille venue d'une seule pièce, prolongeant l'orifice d'écoulement et pénétrant dans un perçage élargi en conséquence du support 21 Un agen cement correspondant peut bien entendu être aussi envisagé pour les autres exemples de réalisation précédemment décrits. On peut imaginer que la couche de glissement formée par le plateau encastré lâche ne forme pas la totalité de la surface d'étanchéité de la plaque d'obturateur, mais qu'une partie de celle-ci Dans les modes de réalisation selon les figures 1 et 2, 3 et 4, ainsi que 7 et 8, par exemple, la profondeur de l'évidement dans le support pourrait être choisie égale à l'épaisseur du plateau encastré de façon que la surface supérieure du support restant libre à l'extérieur du plateau soit à l'affleurement de la surface supé 15 rieure de celui-ci et forme une partie de la surface d'étan chéité 7 ou 27. La plaque d'obturateur qui vient d'être décrite est destinée à être encastrée de façon connue en tant que plaque fixe et/ou plaque mobile d'un obturateur coulissant, par 20 exemple selon la demande de brevet européen publiée N0 040 692 (obturateur tournant) ou selon la demande de brevet allemand 32 08 101 (obturateur linéaire) L'utilisation d'une plaque d'obturateur "composée" est recommandée au cas o des exigences tout à fait spécifiques sont imposées au matériau de la couche de glissement, par exemple en liaison avec des bains de fusion métalliques non ferreux, en particu lier de métal léger (voir demande de brevet allemand 33 21 619). La couche de glissement réalisée en un tel matériau doit dans certaines circonstances être remplacée après des périodes de 30 fonctionnement déterminées Avec la plaque d'obturateur selon l'invention, cela s'effectue (après sa mise à nu dans l'obturateur) particulièrement rapidement et simplement uniquement en remplaçant le plateau lâche formant la couche de glissement tandis que le support reste en place et ne doit normale35 ment pas être démonté de l'obturateur Le support est par conséquent fabriqué en un matériau (en général un matériau ré fractaire) qui est suffisamment résistant vis à vis du bain 2 5 5 1 5 2 3 de fusion à traiter et supporte les contraintes mécaniques intervenant lors du fonctionnement (pression, flexion, dilatation thermique, etc) Il en résulte une exploitation particulièrement économique et de très courts temps d'arrêt pour le changement du plateau usé La fabrica tion de la présente plaque d'obturateur est également simplifiée par rapport à celle d'une plaque composite, et pour finir, on peut prévoir pour un même support des plateaux en matériaux différents pour les divers cas d'utilisation, d'o 10 à nouveau, une réduction des fraix de stockage. REVENDICATIONS 1 Plaque d'obturateur percée d'au moins un orifice d'écoulement pour un obturateur coulissant, comportant un support qui est muni d'une couche de glissement forimant au moins une partie de la surface d'étanchéité, caractérisée par le fait que la couche de glissement est réalisée sous la forme d'un plateau ( 2,2 ',12,22) lâche et interchangeable, assuré contre toute possibilité de déplacement vis-à-vis du support ( 1,1 ', 11, 21). 2 Plaque d'obturateur selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le plateau( 2, 2 ', 22) foxmant la couche de glissement est encastré dans un évidement ajusté ( 4, 4 ', 24) pratiqué dans le support ( 1, I', 21), et guidant le bord du plateau. 3 Plaque d'obturateur tournant selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que le support ( 1) et le plateau ( 2) sont bloqués en rotation l'un vis-à-vis de l'autre au moyen d'une cheville d'entraînement. 4 Plaque d'obturateur tournant selon la revendica20 tion 2, caractérisée par le fait que le support( 1 ') et le plateau ( 2 ') sont bloqués en rotation l'un vis-à-vis de l'autre par la configuration non circulaire du bord du plateau et de l'évidement, en particulier une surface en forme de segment. 5 Plaque d'obturateur selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le support ( 11) et le plateau ( 12) sont réalisés en vue de leur encastrement ajusté dans un évidement commun ( 16) d'un cadre porteur métallique ( 14). 6 Plaque d'obturateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que le plateau ( 2, 2 ', 12, 22) est muni d'une douille ( 28) venue d'une seule pièce, prolongeant l'orifice d'écoulement et pénétrant dans le support ( 1, 1 ', 11, 21).