Brevet FR2570717A1 — publié le 19860328

FERMETURE A COULISSE POUR LA BUSE DE COULEE DE RECIPIENTS METALLURGIQUES L'invention concerne une fermeture à coulisse pour la buse de coulée de récipients métallurgiques, présentant: une plaque coulissante réfractaire montée dans un cadre déplaçable par pivotement, rotation ou translation; un insert usable disposé dans l'ouverture de passage; et une busette réfractaire remplaçable agencée derrière cet insert et portée par une monture pouvant être couplée au cadre déplaçable ou à une enveloppe en tôle de la plaque coulissante. Comme on peut le voir par exemple en consi- dérant le brevet allemand DE N 28 36 409, il est en prin- cipe connu de réaliser des buses de sortie réfractaires de fermetures à coulisse sous la forme de busettes remplaçables, et de les appliquer, au moyen de montures métalliques, contre l'ouverture de passage de la plaque coulissante lesdites montures métalliques pouvant elles-mêmes être raccordées, par des organes de liaison filetés, du type à baïonnette, ou analogues, au cadre métallique de la plaque coulissante ou, comme représenté par exemple dans le modèle d'utilité DE-N 80 09 335, à l'enveloppe en tôle des plaques coulissantes lorsque ces dernières sont munies d'une telle enveloppe. Dans le modèle d'utilité mentionné est en outre représentée une plaque coulissante avec un insert usable prévu dans l'ouverture de passage, cet insert étant constitué, de manière usuelle, d'une matière réfractaire résistant particulièrement bien à l'usure, afin que la plaque NO coulissante ait une longévité économiquement satisfaisante. Des busettes remplaçables utilisées de préférence pour étrangler le jet de coulée et pour s'adapter à la qualité d'acier servent en principe à accroître la longévité des plaques coulissantes. La présente invention a pour but de permettre un remplacement simple de l'insert usable dans l'ouverture de passage de la plaque coulissante, tout en autorisant le choix de matières adaptables au programme de coulée. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que l'insert usable est conjugué à la busette remplaçable dans la monture d'accouplement. De cette manière, l'insert usable de la plaque coulissante peut être remplacé en même temps que la busette remplaçable, en procédant depuis l'extérieur, même si le récipient métallurgique est encore chaud, et sans avoir à ouvrir ou démonter la fermeture à coulisse, c'est-à-dire sans avoir à enlever la plaque coulissante pour le remplacement On ne remplace que la région de la surface de glissement, usée prématurément autour de l'ouverture de passage, de la plaque coulissante qui reste en service pour d'autres coulées. Ainsi, le remplacement est facile et le facteur coût relatif à la matière réfractaire résistant à l'usure est sensiblement réduit, notamment si, selon une autre caractéristique de l'invention, l'insert usable et la busette remplaçable peuvent par un choix de leurs matières constitutives, être rapidement adaptés à un programme de coulée particulier, ou encore à la coulée de qualités d'acier déterminées. L'insert usable et la busette remplaçable forment avantageusement un ensemble usable présentant un joint pour conjugaison étanche à la plaque coulissante, cet ensemble comportant une surface d'appui parallèle à la surface de glisement de l'insert usable, cette surface d'appui étant en face de la monture d'accouplement munie d-/une surface à profil conjugué. Cette réalisation assure-une;ada:ptation! fonctionnellement fiable de l'insert usable dans la plaque coulissante dont la surface de glissement se conjugue exactement à la surface de glissement de l'insert usable, par application contre la plaque! de fond. Comme ensemble usable, on peut avantageusement utiliser une busette remplaçable sur laquelle est placé un insert usable ayant la forme d'un disque annulaire. Toutefois, l'ensemble usable peut tout aussi avantageusement être réalisé d'un seul tenant, en tant que corps fait d'une ou deux matières. Par ailleurs, au niveau du détail, il s'est avéré opportun que le joint de conjugaison étanche entre l'ensemble usable et la plaque coulissante possède une section droite en forme de V, s'ouvrant vers la surface de glissement, obtenue en conférant une forme conique à l'insert usable. Cela facilite sensiblement la transformation de la matière d'étanchéité apportée en un joint d'-étanchéité opérationnel. Il peut souvent être utile de prévoir, selon l'invention, des moyens élastiques entre la surface d'appui de l'ensemble usable et la monture d'accouplement, et de prévoir, dans le joint de conjugaison étanche à la plaque coulissanre, un mélange fibreux élastique et réfractaire. Il en résulte, à l'intérieur de la plaque coulissante qui est élastiquement sollicitée en pression, une poussée élastique sur l'insert usable, indépendante, contribuant à l'amélioration de l'étanchéité entre plaque coulissante et plaque de fond dans la zone d'usure. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus complètement dans la description présentée ci-après, à titre d'exemple non limitatif, en se reportant au dessin annexé, dont les figures représentent: - la figure 1, une vue en coupe d'une fermeture à coulisse tournante agencée contre le fond d'un récipient métallurgique et équipée d'un nouvel ensemble usable; - la figure 2, une vue en plan de la plaque tournante coulissante de la fermeture selon la figure 1; - la figure 3, une autre réalisation d'un ensemble usable selon la figure 1, également vu en coupe; - la figure 4, un autre exemple de réalisation d'un ensemble usable représenté en coupe; - la figure 5, une vue en plan d'une plaque pour coulissement linéaire avec ensemble usable raccordé; et - la figure 6, une vue en coupe faite selon la ligne A-A de la figure 5. Sur la figure 1, la référence 1 désigne l'enveloppe en acier d'un récipient métallurgique dont une partie seulement est visible et qui présente intérieurement un garnissage réfractaire 2 avec une buse d'entrée 3 dans laquelle est insérée une douille d'entrée 4 dont l'ouverture de passage 5 constitue l'entrée de la fermeture à coulisse tournante. En dessous de la douille d'entrée 4 est positionnée, dans une plaque de base 6, la plaque de fond 7 munie d'une ouverture de passage 8 alignée sur l'ouverture de passage 5 de la douille 4. La plaque tournante 9 est appliquée contre la plaque de fond 7. Cette plaque tournante est montée dans un cadre 10 agencé dans un panier tournant 11 dont le couvercle rabattable 12 constitue le contre-appui de tampons élastiques non visibles sur le dessin, lesquels, par l'intermédiaire du cadre 10 appuient la plaque tournante 9, par sa surface de glissement 9a, contre la surface de glissement 7a de la plaque de fond 7, cela de manière étanche mais permettant le déplacement. La plaque tournante 9 est munie de trous 13,14 pour recevoir des inserts usables 15,16 prévus chacun sur une busette remplaçable 17,18, de sorte que des ensembles usables, ayant chacun une ouverture de passage 19,20, pouvant être raccordés, au moyen de montures d'accouplement 21,22, au cadre 10 de la plaque tournante, sont formés d'une façon telle que les inserts usables 15 et 16 s'appliquent contre la plaque de fond 7 et forment, avec la surface de glissement 9a de la plaque coulissante 9, une surface d'étanchéité homogène. A cet effet, les ensembles de pièces d'usure, 15,17 et 16,18, présentent, sur les busettes remplaçables 17,18, des surfaces d'appui ou butée 23,24 usinées de façon que leurs lignes de niveau soient parallèles à la surface de glissement des inserts usables 15,16, lesquels s'appliquent, par ces surfaces 23,24, sur les surfaces conjuguées correspondantes des montures d'accouplement 21,22 munies de joints de liaison du type à baïonnette. En outre, toujours dans le même but, les ensembles de pièces d'usure 15, 17 et 16,18 sont chanfreinés à leurs extrémités côté tête, formant un joint 25,26 rempli d'une matière d'étanchéité. Avant le raccordement des ensemble usables la matière d'étanchéité est apportée en quantité propre à remplir complètement les joints de conjugaison étanche 25,26 après la fin du raccordement et l'application des inserts usables 15,16 contre la plaque de fond 7. Un éventuel excédent de matière peut s'écouler hors des joints 25 et 26, vers le bas, par des espaces libres prévus entre la plaque coulissante 9 et les ensembles usables 15,17 et 16,18. A la fin du processus de raccordement, on peut exécuter, dans les deux sens, quelques manoeuvres de la fermeture à coulisse tournante, afin d'assurer définitivement l'étanchéité entre surfaces de la plaque de fond 7 et de la plaque tournante 9. C'est par une couronne dentée 27 qu'est transmise au panier tournant 11 la force nécessaire pour les manoeuvres, pour placer au choix une ouverture de passage 19 ou 20 sous l'ouverture de passage fixe 5,8 de la douille d'entrée 4 et de la plaque de fond 7, pour étrangler ou pour fermer la fermeture. Comme représenté sur la figure 2, les inserts usables 15,16 ont un diamètre qui recouvre les zones d'érosion et langues d'usure habituelles 28 (représentées en trait mixte) sur les arêtes d'étrangement de la plaque coulissante 9, de sorte qu'en remplaçant des pièces d'usure 15,17 ou, selon le cas, 16,18, on obtient, dans la zone d'usure, une réparation de la plaque coulissante 9 équivalente à une remise à neuf. A cette occasion, pendant le remplacement, la plaque de fond 7 peut aussi être réparée puisqu'après l'enlèvement de l'ensemble usable 15,17 se trouvant en dessous de l'ouverture de passage 8 de la plaque de fond 7, on dispose d'un champ d'action suffisamment étendu pour permettre l'apport et le planage d'un matériau de restauration, et la zone réparée de la surface de glissement de la plaque de fond 7 peut éventuellement, en apportant de l'abrasif avec l'insert usable 15, être ajustée par rodage en actionnant dans les deux sens, comme déjà dit, la fermeture à coulisse tournante. La matière d'étanchéité pour les joints de conjugaison étanche 25 et 26 peut être, par exemple, un mortier réfractaire ou une matière analogue, ou, comme dans le joint de conjugaison étanche 37 selon la figure 3, une masse fibreuse réfractaire par laquelle une pression d'appui élastique de l'ensemble usable ,34 contre la plaque de fond 31 est fournie, au travers de la plaque coulissante 38, au moyen de ressorts 32 agencés entre la surface de butée 33 de l'ensemble usable et la monture d'accouplement 35. Dans cette réalisation, c'est un anneau métallique faces planesparallèlesà la surface de glissement de l'insert usable 30 et faisant partie d'une chemise 36 entourant la moitié supérieure de l'ensemble usable 30,34 qui fait office de surface de butée 33. La figure 4 représente une réalisation pour fermeture à coulisse tournante avec plaque coulissante 40 entourée, par l'intermédiaire d'une couche de mortier 41, par une enveloppe en tôle 42 qui, dans la région du trou 43 de la plaque coulissante, possède un manchon tubulaire 45 muni d'un filetage 44. Dans ce manchon tubulaire est vissée une monture d'accouplement 46 à profil conjugué, laquelle porte un ensemble d'usure 47 réalisé en une seule pièce assumant les fonctions d'insert usable et de busette rem- plaçable. La surface de glissement plane de cet ensemble 47, parallèle aux lignes de niveau de la surface de butée 48, s'applique contre la plaque de fond 49 qui est égale- ment enveloppée par de la tôle. Une réalisation pour fermeture à coulisse linéaire est représentée sur les figures 5 et 6 selon lesquelles la plaque coulissante 50 est munie d'un trou 5i à contour encoché, dans lequel est reçu un insert usable 52 conformé de façon correspondante et assemblé à une busette rempla- çable 53. Ces deux éléments sont entourés par une enveloppe en tôle 54 et comportent une ouverture de passage 55. Sur un côté, l'insert usable 52 s'étend au-delà de la busette remplaçable 53, pour occuper la région de la langue d'usure 56 qui, dans le cas des fermetures linéaires, se forme sur la plaque coulissante 50. La mise en place de l'ensemble usable 52,53 dans le cadre représenté de la plaque coulis- sante s'effectue par un évidement correspondant au profil du saillant de l'insert, prévu du côté accouplement. L'utilisation de matières identiques ou différentes pour constituer les inserts usables et les busettes de coulée remplaçables dépend du programme de coulée. Sur ce point, pour la fermeture à coulisse tournante selon la figure 1, utilisée par exemple sur une poche de coulée, on peut utiliser: A1 203 pour la plaque tournante 9; ZrO2, qui résiste mieux à l'usure, pour les inserts usables 15 et 16; et de nouveau A1 203- pour les busettes remplaçables 17,18. Si le programme de coulée de la poche change, on peut alors, en peu de temps, introduire un ensemble usable en MgO, par exemple pour un service en coulée continue. L'expérience montre qu'en dehors de l'insert usable 15 situé en dessous des ouvertures de passage 5,8 du récipient, la plaque tournante 9 est exposée à une température d'environ 400 C, de sorte que l'on peut en principe envisager l'utilisation d'Al203 pour constituer la plaque, tandis que les inserts usables 15,16 et les busettes de coulée 17 et 18 doivent être adaptées à chaque programme de coulée. Des inserts usables et busettes de coulée séparés sont avantageusement agencés dans une enveloppe en tôle en étant fixes par mortier, mastic ou collé, de manière réfractaire, de façon à obtenir un ensemble usable manipulable dans les conditions d'exploitation. REVENDICATIONS 1. Fermeture à coulisse pour la buse de coulée de récipients métallurgiques, présentant: une plaque coulissante réfractaire montée dans un cadre déplaçable par pivotement, rotation ou translation; un insert usable disposé dans l'ouverture de passage; et une busette réfractaire remplaçable agencée derrière cet insert et portée par une monture pouvant couplée au cadre déplacable ou à une enveloppe en tôle de la plaque coulissante, caractérisée en ce que l'insert usable (15,16,30, 52) est conjugué à la busette remplaçable (17,18,34,53) dans la monture d'accouplement (21,22,35,46). 2. Fermeture selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'insert usable (15,16,30,52) et la busette remplaçable (17,18,Q34,53) sont faits de matières identiques ou différentes selon le programme de coulée. 3. Fermeture selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'insert usable (15,16,30,52) et la busette remplaçable (17,18,34,53) forment un ensemble usable (15,17; 16,18; 30,34; 47; 52,53) présentant un joint (25,26,37) pour conjugaison étanche à la plaque coulissante (9,38,40,50), cet ensemble comportant une surface d'appui (23,24,33,48) dont les lignes de niveau sont parallèle à la surface de glissement de l'insert usable, et qui coonère avec une surface à profil conju- Gué de la monture d'accouplement (21,22,35,46). 4. Fermeture selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'ensemble usable comporte une busette remplaçable (17,18,34,53) sur laquelle est placé un insert usable en forme de disque annulaire. 5. Fermeture selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'ensemble usable (47) est 1 0 réalisé d'un seul tenant, en tant que corps fait d'une ou deux matières. 6. Fermeture selon l'une quelconque des revendica- tions 3 à 5, caractérisé en ce que le joint (25,26,37) pour conjugaison étanche à la surface de glissement de la plaque coulissante (9,38) possède un profil en V s'ouvrant vers la surface de glissement. 7. Fermeture selon l'une quelconque des revendica- tions 3 à 5,caractérisé en ce que l'ensemble usable (30,34; 47, 52,53) possède une enveloppe en tôle présen- tant ladite surface d'appui (33,48). 8. Fermeture selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que des moyens élastiques sont prévus entre la surface d'appui (33) de l'ensemble usable (30,34) et la monture d'accouplement (35), et en ce qu'un mélange fibreux élastique et réfractaire est prévu dans le joint (37) de conjugaison étanche à la plaque coulissante (38).