Brevet FR2564958A1 — publié le 19851129

FERMETURE A COULISSE TOURNANTE, POUR CUVES OU RECIPIENTS METALLURGIQUES L'invention concerne une fermeture à coulisse tournante pour cuves ou récipients métallurgiques, comportant une partie fixe avec corps obturateur réfractaire et une partie tournante avec corps obturateur réfractaire, les deux corps réfractaires étant en contact mutuel par une surface de glissement dont le bord est entouré extérieurement par un interstice situé entre la partie fixe et la partie tournante. Une telle fermeture à coulisse tournante est connue, par exemple, par le brevet européen 00 40692. Dans de telles fermetures à coulisse tournante, les corps obturateurs glissant l'un sur l'autre, sous contrainte, sont soumis à une usure importante, puisque la rotation de la partie mobile a lieu sous des températures élevées, en présence d'une action simultanée du métal en fusion. Afin de réduire l'usure des corps obturateurs mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre, et d'accroître ainsi la longévité de telles fermetures à coulisse, diverses tentatives ont déjà été faites, par exemple en appariant de manière sélective les matières des corps obturateurs glissant l'un sur l'autre. De tels appariements de matières impliquent des concessions du point de vue de la résistance à l'oxydation ou du point de vue des caractéristiques de glissement. L'invention a pour but d'accroître la longévité des fermetures à coulisse tournante en évitant, ou du moins en réduisant fortement, l'oxydation, donc une destruction prématurée des corps obturateurs réfractaires glissant l'un sur l'autre. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait qu'au moins un joint d'étanchéité annulaire est présent dans l'interstice, afin de former une chambre annulaire fermée par rapport à l'air extérieur. L'invention se base sur l'observation du fait que la destruction des parties déplacées l'une sur l'autre en présence d'influences inhérentes à de fortes températures est principalement due, dans la région de la couche de glissement, à des phénomènes d'oxydation ou de combustion dûs à la présence d'oxygène. La formation d'une chambre annulaire -fermée par rapport à l'air extérieur a pour effet d'interdire l'arrivée d'air, donc d'oxygène, à la couche de glissement. Cela empêche l'oxydation dans la région de la surface de glissement, de sorte que la longévité des corps obturateurs est accrue. Un autre avantage essentiel réside dans le fait qu'il ne peut y avoir, par effet de trompe au cours de la coulée, aucune aspiration d'air passant le long des corps obturateurs et pénétrant dans le canal de coulée, de sorte que l'on évite toute oxydation susceptible de compromettre la qualité du métal fondu. En outre, si l'on amène du gaz protecteur dans la région des corps obturateurs, la chambre annulaire fermée réalise alors les conditions nécessaires pour que les pertes par fuite de ce gaz restent faibles. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus complètement dans la description d'exemples de réalisation de l'invention présentés ci-après, à titre non limitatif, en se reportant au dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 représente une vue partielle en- coupe longitudinale montrant la fermeture à coulisse tournante et les parties qui la jouxtent; et - la figure 2 est une représentation agrandie d'une variante de réalisation. La fermeture à coulisse tournante est fixée par des vis 19 à l'enveloppe 2 d'une cuZe cu reci-ieiit métallurgique qu'elle sert r-ider. Le recipient métallurgique contient, a l'intrieur.de son enveloppe 2, un garnissage réfractaire. ?r Uc. eelor fermeture, une douille rfractaire 6 est insérée dans ce garnissage. Une buse de sortie 3 mun-e d-unie ouverture en entonnoir 9 est liée à cette doui!le 6. La douille réfractaire 6 et la buse de sortie 3 peuvent etre déposées et remplacées aies le garnissag-e -. La Face terminale supérieure de la fermeture est séparée de la face inférieure de ia buse de sortie 8 par un joint de mortier 1 ayant une F7orme annulaire, auquel succ'de, vers l'extérieur, une couche isolans e annulaire 5 s'appliquant contre un support annlr_ st't ' i de la fermeture. Le corps obturateur rfractaire fixe 205 qui se trouve en dessous de l'ouverture 9, et le corps obturateur réfractaire tournant 405 qui est appliqué sous contrainte contre le corps obt-urateur fixe 20r sont réalisés sous forme de plaqu ries. La surface de glissement 23, par laquelle!e corps ebti-uateuir 40 s'applique contre le corps o.t aa*-er 20, se trouve du côté de la chemise 2 tourné vers linterieur du récipient. En faisant tourner la plaque obturatrice 40, une ouverture 42 aménagée dans celle-ci est mise en coincidence avec une ouverture 22 amna dans le corps obturateur fixe 20, ce qui nermet 1!'culement du mntal en fusion. Pour rer.mer, on ?>it tourner le corps obturateur tournan.-t 40 jusqu a ce que sonf ouvaerture 42 ne soit plus alignée sur 2 2o ture 22. Lecorps obturateur tournant 40 pourrait aussi corporter plusieurs ouvertures. Le corps obturateur ïixe cJ es- mainternu extérieurement par unr support annulaire 14o. Le corps obturatelur o-urnart 40 est mnailn.enu extèrieu. eet Dar un corps tubulaire tournant 30 parallèle et coaxial au support annulaire 14. Entre le corps tubulaire 30 et le corps obturateur tournant 40 se trouve un support intermédiaire 34 qui, par un appendice tubulaire 36, entoure le tube de sortie 44. La partie fixe de la fermeture comporte des portions longitudinales tubulaires 11 et 12 aux points d'assemblage desquels sont insérées des couches d'isolation thermique 26,27 et 28 limitant fortement le transfert de chaleur à l'extérieur. Ces portions longitudinales sont amoviblement assemblées au moyen de plusieurs vis 15,18. Plusieurs doigts d'entraînement 37 sont insérés dans la face terminale du corps tubulaire 30. Ils servent à transmettre le mouvement de rotation au support intermédiaire 34. Le corps tubulaire 30 est monté à rotation dans la portion tubulaire 12, au moyen de roulements 24, et est entraîné en rotation par des moyens d'entraînement non représentés. Il y a, entre le support intermédiaire 34 et le support annulaire 14, un interstice qui s'étend extérieurement au-delà du bord des corps obturateurs ,40, dans la région de la surface de glissement 23. Dans la région axiale de cet interstice, région dans laquelle il est dirigé perpendiculairement à la surface de glissement 23, il y aun joint d'étanchéité annulaire 13 réalisant une fermeture étanche par rapport à l'air extérieur. Il en résulte une chambre annulaire fermée 31 entourant extérieurement la surface de glissement 23. Comme l'entrée d'air venant de l'intérieur du récipient métallurgique est impossible, cette chambre 31 est donc fermée par rapport à l'air extérieur. Le joint d'étanchéité annulaire 13 peut être placé soit dans une gorge du support intermédiaire tournant 34, soit dans une gorge du support annulaire 14. La figure 2 représente une variante de réalisation. Dans celle-ci, une fente de séparation 45 dirigée sensiblement radialement est prévue, au niveau du support in-ermédiaire 34, entre le support annulaire 14 et la portion 11. Il y a, sur le coté intérieur du support annulaire 14, un bord 48 faisant saillie axialement, destiné à s'appliquer contre le joint d'étancnéité 13 inséré dans une gorge 49 de la portion 1i et à comprimer ce joint 13 lorsque les deux parties sont nutuellement assemblées par boulonnage. Pour arrêter les deux parties en position correcte, on a prévu au moins un doigt 39 inséré rigidement dans la portion 11. Le fait que le joint d'étanchéité annulaire 13 s'applique radialement vers l'intérieur contre le support intermédiaire tournant 34 réalise, là encore, une chambre annulaire fermée 31, mettant le bord des corps obturateurs 20,40 à l'abri de l'air extérieur. A la différence de la forme de réalisation selon la figure 1, le corps obturateur tournant 40 comporte, à l'endroit de la surface de glissement 23, une couche de glissement 46, laquelle est par exemple en graphite ou en une matière analogue ayant de bonnes propriétés de glissement. Ure telle couche de glissement pourrait être prévue non pas sur le corps 40, mais sur le corps 20, ou bien sur les deux corps. Pour permettre l'introduction d'un gaz protecteur, une conduite 33 insérée dans le support annulaire 14 débouche dans la chambre annulaire 31. Le joint d'étanchéité annulaire 13 évite les pertes par fuites. 2564958. REVENDICATIONS 1. Fermeture à coulisse tournante pour cuves ou récipients métallurgiques, comportant une partie fixe avec corps obturateur réfractaire et une partie tournante avec corps obturateur réfractaire, les deux corps réfractaires étant en contact mutuel par une surface de glissement dont le bord est entouré extérieurement par un interstice situé entre la partie fixe et la partie tournante, caractérisée en ce qu'au 1 n moins un joint d'étanchéité annulaire (13) est présent dans l'interstice, afin de former une chambre annulaire (31) fermée par rapport à l'air extérieur. 2. Fermeture selon la revendication 1, caractérisée en ce que le joint d'étanchéité annulaire (13) dans l'interstice se trouve dans une région dans laquelle cet interstice est dirigé perpendiculairement à la surface de glissement (23), entre un support intermédiaire (34) entourant extérieurement le corps obturateur tournant (40) et un support annulaire (14) qui passe par-dessus ce dernier et reçoit le corps obturateur fixe (20). 3. Fermeture selon la revendication 2, caractérisée en ce que le joint d'étanchéité annulaire (13) est monté dans une gorge (49) de la partie fixe de la fermeture, cette partie fixe étant subdivisée, dans la région de cette gorge (49), en deux portions (11,14) par une fente de séparation sensiblement radiale (45), la première portion (14) présentant un bord en saillie (48) s'appliquant contre le joint d'étanchéité annulaire (13) qu'il comprime en direction axiale. 4. Fermeture selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'un raccord (33) pour gaz protecteur débouche dans la chambre annulaire (31).