Brevet FR2582970A1 — publié le 19861212

La présente invention concerne le domaine de la métallurgie, et notamment les dispositifs. d'etanche- ité des mannequins dans les lingotieres. Les besoins sans cesse croissants de l'industrie en demi-produits métalliques, elaborés a l'aide de machines de coulée continue, font que les prescriptions de fiabilité et de simplicité d'utilisation deviennent de plus en plus. sévères. Le démarrage de la machine, à savoir le début du processus de coulée continue du métal, est tributaire dans une large mesure de la simplicité, de la fiabilité et de la commodité d'utilisation du dispositif d'étanchéité du mannequin dans la lingotière. On connatt un dispositif d'étanchéité du mannequin dans la lingotière d'une machine de coulée continue, constitué par la lingotière, dans laquelle le mannequin est engagé le long de l'axe longitudinal, de façon à former un jeu circulaire entre la paroi intérieure de la lingotière et la paroi extérieure du mannequin. Dans cedit jeu, est placé un élément d'étanchéité en matière réfractaire. L'élément d'étanchéité employé est, en règle générale, un cordon d'amiante. Le mannequin a, sur sa partie cbté métal, un canal pour la mise en communication de la cavité de la lingotière avec l'atmosphère.La pratique de l'utilisation du dispositif d'étanchéité connu a fait apparaître une série d'in convénients, a savoir - l'augmentation de la durée de préparation de la machine de coulée continue de demi-produits, résultant du fait que la connexion de la capacité réceptrice a la lingotière n'est possible qu'après mise en place du cordon d'amiante dans le jeu circulaire entre la paroi int8rieure de la lingotière et la surface extérieure du mannequin, l'opération d'obturation du jeu annulaire étant exécutée du côté de l'extrémité du mannequin engagée dans la lingotière, - la complication de la conception du mannequin, résultant de la présence d'un canal pour la mise en communication de la cavité de la lingotière avec l'at mosphère, nécessaire a l'évacuation des. gaz lors du remplissage initial de la lingotière par le métal liquide. Si ce canal était supprimé, il se formerait un matelas d'air qui s'opposeraft à la prise du métal liquide sur le mannequin, ce qui troublerait le déroulement de la coulée continue des demi-produits, - la nécessité d'un positionnement rigoureux de la section d'entrée au canal ménagé dans le mannequin pour évacuer les gaz de la partie supérieure de la cavité de la lingotière, ce qui implique un contrôle supplémentaire de la position du mannequin par rapport a la lingotière. Une réduction de la durée de préparation de la machine de coulée continue de demi-produits est rendue possible par le dispositif d'étanchéité du mannequin dans la lingotière faisant l'objet du certificat d'auteur d'invention d'U. R. S. .S N9 459 302, constitué par la lingotière, dans laquelle, le long de son axe longitudinal le mannequin est engagé de fanon a former un jeu circulaire entre la paroi intérieure de la lingotière et la s.urface extérieure du mannequin, une douille étant placée dans ledit jeu. La douille d étanchéité est disposée a la périphérie du mannequin sur sa partie côté métal liquide, et elle est réalisée en matière dégageant des gaz quand elle est en contact avec le métal liquide. Le mannequin a un canal pour la mise en communication de la cavité de la lingotière avec l'atmosphère.Ce canal sert a évacuer les gaz au remplissage initial de la cavité de la lingotière par le métal liquide. Une telle conception du dispositif d'étanchéité permet de réduire la durée de préparation de la machine de coulée continue de demi-produfts, grace au fait que l'obturation du jeu circulaire entre la surface extérieure du mannequin et la surface intérieure de la lingotière peut être exécutée après la connexion du conduit d'amenée du métal à la lingotière. Toutefois, l'utilisation du dispositif d'é étanchéité connu, dont l'élément d'étanchéité est situé dans le jeu circulaire entre la surface extérieure du mannequin et la surface intérieure de la lingotière, entraîne la mise hors d'usage prématurée de la lulgo- tière, par suite de la destruction de la surface intérieure de la lingotière par le métal se solidifiant dans le jeu forme entre la surface extérieure du mannequin et la surface intérieure de la lingotière, car le métal liquide remplit le volume libre de la lingotière progressivement, alors que la douille grille presque instantanément sur tout son périmètre dès l'arrivée des premières portions de métal liquide dans la cavité de la lingotière. De plus, la douille ne peut être utilisée que pour rendre étanche une lingotière de dimension déterminée, ce qui rend nécessaire d'avoir des douilles de grandeur correspondante pour chaque nouvelle dimension donnée a la lingotière apres sa remise en état (réfection au tour), c'est-à-dire de disposer d'un jeu de douilles approprié. D'autre part, la douille a une épaisseur de paroi extrêmement limitée, se situant entre 0,5 et 1 mm, aussi faut-til avoir une tête de mannequin de diamètre déterminé pour chaque grandeur de douille, d'out la nécessité de disposer d'un outillage spécial. Par suite du fait que la section du canal pour l'évacuation des gaz de la cavité de la lingotière re est disposée le long de l'axe longitudinal du mannequin, il y a risque de formation, dans la partie s.up6- rieure de la lingotière, d'un matelas de gaz qui s'oppose a la prise du métal liquide sur le mannequin, ce qui peut troubler le déroulement de la coulée continue des demi-produits. Etant donné que la douille a un diamètre ex térieur strictement déterminé, qui ne peut être changé, elle ne permet pas d'obturer d'une manière aûre le jeu entre la surface extérieure du mannequin et la surface intérieure de la lingotière, si cette dernière présente une certains conicité avec diminution du diamètre dans le sens de sortie du métal (conicité inverse). On s'est proposé de créer un dispositif d'étanchéité du mannequin dans la lingotière, dansa lequel la douille d'étanchéité serait de conception telle qu'elle rende le dispositif fiable et de fabrication simple, tout en réduisant la durée de préparation de la machine de coulée continue au service. La solution consiste en un dispositif d'étanchéité du mannequin dans la lingotière d'une installation de coulée continue de demi-produits ronds, constitué par la lingotière, dans laquelle le mannequin est engagé le long de son axe longitudinal, de façon former entre la surface extérieure du mannequin et la paroi (surface) intérieure de la lingotière un jeu circulaire, dans lequel est placé un joint se présentant sous la forme d'une douille, dispostif dans lequel, conformément a l'invention, la douille est une spirale plane formée par enroulement d'une bande de matière élastique. L'emploi d'une douille conforme l'invention dans le dispositif d'étanchéité du mannequin dans la lingotière permet - de confectionner la douille sans recours à un outillage supplémentaire, car il suffit d'enrouler une bande de matière élastique, par exemple d'acier, sur la périphérie du mannequin, sur sa partie côté métal liquide, - d'obturer d'une manière store le jeu formé entre la surface intérieure de la lingotière et la surface extérieure du mannequin, engagé dans la lingotière suivant son axe longitidinal, grâce à lteffet des forces d'élasticité des spires de la douille, réalisée sous la forme d'une spirale plane, - d'obturer des jeux de grandeurs diverses entre la surface intérieure de la lingotière et la surface extérieure du mannequin, d'où la possibilité d'utiliser le même mannequin, en ne changeant, lorsque cela est nécessaire, que le nombre de spires dans la douille d'étanchéité, ce qui réduit fortement les frais de fabrication, grâce à la suppression de la nécessite d'avoir une série de mannequins et de douilles de grandeurs échelonnées, - de supprimer la nécessité de réaliser dans le mannequin un canal pour la mise en communication de la cavité de la lingotière avec l'atmosphère, nécessaire à l'évacuation des gaz au premier remplissage de la cavité de la lingotière par le métal liquide, ainsi que de supprimer la nécessité d'un positionnement rigoureux du mannequin par rapport à la lingotière, vu que, après détente des spires de la douille sous 1 wef- fet des forces d'élasticité, il se forme entre les spires de la douille un jeu spiral mettant la cavité de la lingotière en communication avec l'atmosphère et laissant sortir les gaz de la cavité de la lingotière, - d'assurer une bonne obturation du jeu entre le mannequin et la lingotière quelle que soit la conicité de cette dernière, - d'accroître la fiabilité de la prise du métal liquide sur le mannequin, car la douille d'étanchéité réalisée par enroulement d'une bande de matière élastique, par exemple en acier, est formée de plusieurs spires, qui jouent le rôle de refroidisseurs, c'està-dire constituent des centres de cristallisation, lesquels sont absents dans les éléments d'étanchéité réalisés en non-métaux. Les autres objectifs et avantages de l';nyen- tion seront mieux compris par l'exemple concret de rd- alisation ci-après et par les dessins, dans lesquels la figure 1 représente sôhématiquement en coupe longitudinale un dispositif d'étanchéité du mannequin dans la lingotière, conforme à l'invention, la figure 2 représente la coupe II-II de la figure 1. Le dispositif d 'étanchéité du mannequin dans la lingotière, conforme à l'invention, d'une machine de coulée continue de demi-produits, est constitué par une lingotière figure 1), dans laquelle un mannequin 2 à rainure 3 de forme est engagé le long de son axe longitudinal, de façon à former entre la surface extérieure du mannequin 2 et la paroi (surface? inter+.eure de la lingotière 1 un jeu circulaire 4, dans lequel est placé un joint. Ledit joint est une douille 5, réalisée sous la forme d'une spirale plane, par enroulement d'une bande 6 de matière élastique, par exemple en acier. Dans la paroi en bout 7 de la lingotière 1, il est prévu un canal 8 pour la mise en communication de la cavité 9 de la lingotière avec la capacité de réception du métal, non représentée sur la figure. Une douille 10 en matériau réfractaire est montée dans le canal 8. Le mannequin 2 est monté de façon qu'il puisse tourner autour de son axe longitudinal. Le dispositif d'étanchéité du mannequin dans la lingotière est utilisé comme suit. Une extrémité de la bande 6 de matière Olasti- que, par exemple en.acier, est fixée sur l'extrémité du mannequin 2, a la périphérie de sa partie, côté métal liquide, s'engageant dans la lingotière 1. La fixation s'effectue par un procédé conu en soi, par exemple à l'aide d'une vis (non représentée sur la figure). Ensuite, la bande est enroulée sur la péri- phérie du mannequin 2, et constitue ainsi la douille 5 d'étanchéité ayant la forme d'une spirale plane. Le mannequin 2 avec la douille 5 ainsi réalisée est engagé dans la lingotière 1. Sous l'effet des forces d'élasticité, les spires de la spirale se détendent et la spire extérieure s'appliquent intimement et d'une ma nière stre contre la paroi intérieure de la lingotière 1, en empêchant les pénétrations de métal liquide entre la paroi de la lingotière et la tête du mannequin. Le jeu spiral 11 (figure 2) s1étant -formé entre les spires de la douille 5 d'étanchéité, permet la sortie des gaz se formant au remplissage initial de la cavité 9 de la lingotière 1 par le métal liquide. Le métal emplit la rainure 3 de forme et, en s'y solidifiant, il s'accroche au mannequin. D'après les données expérimentales, la bande 6 pour la confection de la douille 5 d'etanchéité doit avoir une épaisseur se situant entre 0,2 et 0,5 mm, car une bande d'épaisseur inférieure à 0,2 mm aurait une force d'élasticité insuffisante pour assurer une application fiable de la spire extérieure de la douille 5 contre la paroi intérieure de la lingotière 1. Une bande 6 d'épaisseur supérieure a 0,5 mm serait trop raide, ce qui compliquerait la confection de la douille 5 d'étanchéité par enroulement. Le dispositif d'étanchéité du mannequin dans la lingotière, conforme à l'invention, est appliqué avec une efficacité maximale aux machines de coulée continue elaborant des ébauches rondes. Le dispositif d'étanchéité du mannequin dans la lingotière, conçu comme décrit plus haut, accroît la durée de service de la lingotière de 3 fois et plus En outre, le dispositif d'étanchéité du mannequin dans la lingotière, de conception conforme à l'invention, exclut d'une manière sûre les pénétrations de métal liquide entre la tête du mannequin et la paroi intérieure d'une lingotière présentant une certaine conicité. La forme préférentielle de réalisation de l'invention décrite ci-dessus n'est donnée qu'à titre d'exemple nullement limitatif. Diverses modificattons et formes de réalisation de l'invention sont possibles, sans s'écarter de sa substance et de son étendue défi- nies par la revendication. REVENDICATION Dispositif d'étanchéité du mannequin dans une lingotière, constitué par la lingotière (1), dans laquelle le mannequin (2) est engagé le long de son axe longitudinal, de façon à former entre la surface extérieure du mannequin (2) et la paroi inté- rieure de la lingotière (1) un jeu circulaire (4), dans lequel est placé un joint, se présentant sous la forme d'une douille (5), caractérisé en ce.que la douille (5) est une spirale plane, formée par enroulement d'une bande (6) de matière élastique.