Brevet FR2695847A1 — publié le 19940325

Appareil pour ouvrir et refermer une ouverture de coulée au fond d*un four de fusion et de coulée par induction sous vide. L'invention se rapporte à un appareil pour ouvrir et refermer une ouverture de coulée au fond d'un four de fusion et de coulée par induction sous vide, comprenant un corps de fermeture mobile, par exemple une barre de bouchage, ainsi qu'une unité d'entraînement pour le déplacement du corps de fermeture. Pour les fours de fusion et de coulée, il existe des appareils de sortie des types les plus divers pour la commande de l'écoulement des métaux fondus hors d*une cuve métallurgique Ainsi, à titre d'exemple, le EP 0 433 226 décrit un dispositif de sortie avec un bouchon mobile afim de commander l'écoulement des métaux fondus hors dune cuve métallurgique, comprenant un piston de réglage qui s'engage dans un perçage à l'extrémité inférieure d'une barre de bouchage, et comprenant un étrier relié à la région d'extrémité supérieure de la barre de bouchage Il y a ici une tige de couplage qui fait saillie radialement de la barre de bouchage, entre l'étrier et la barre de bouchage, et en vue de la liaison entre létrier et la tige daccouplement, il est prévu au moins un dispositif de serrage libérable qui autorise des modifications angulaires et des modifications de longueur. On connait en outre (EP O 198 070) un dispositif dobturation pour une ouverture de prélèvement dans le fond d'un récipient métallurgique, en particulier un four de fusion pour métal, avec un organe de blocage au moyen duquel l'ouverture de prélèvement peut être obturée depuis le dessous, et qui est protégée d'un contact direct avec la fonte métallique par un matériau de remplissage introduit dans l'ouverture de prélèvement Un tube peut être déplacé depuis une position de verrouillage abaissée vers une position de libération soulevée, qui libère l'ouverture de prélèvement, et comprend une couche de protection en matériau réfractaire au moins dans la région de contact avec la fonte. Ces appareils connus jusqu'ici présente l'inconvénient qu'ils ne permettent pas une ouverture et une fermeture fiables de louverture de coulée Ceci est en particulier nécessaire lorsque l'on coule des petites quantités de métaux à haute pureté Lors de l'utilisation de la barre de bouchage évoquée cidessus et réalisée la plupart du temps en métal dans des fours de fusion et de coulée chauffés par induction, il se produit en outre un chauffage indésiré de la 5 barre de bouchage par couplage de la partie métallique de la barre dans le champ d'induction du four. L'entraînement de la barre de bouchage est habituellement assuré au moyen de cylindres hydrauliques, qui sont agencés à l'intérieur de la chambre à10 vide Le brouillard d'huile provoqué par la tige de piston du cylindre hydraulique à l'intérieur de la chambre à vide joue dans la plupart des cas d'application un rôle secondaire Cependant, pour la fusion et la coulée dalliages métallique à haute pureté, le brouillard d'huile à l'intérieur de la chambre à vide est un inconvénient important et peut conduire à des15 impuretés de la fonte. C'est par conséquent un objectif de la présente invention d'éviter les inconvénients précités tout en assurant une ouverture et une fermeture fiables de l'ouverture de coulée ainsi que l'échauffement indésiré de la barre20 de bouchage, et d'empêcher à l'intérieur du four toutes les impuretés dues aux éléments de structure, comme par exemple le brouillard d'huile. Conformément à linvention, cet objectif est atteint en ce que d'une part la barre de bouchage est réalisée en matériau céramique, et qu'elle est d'autre25 part reliée au moyen d'un levier avec un élément d'accouplement qui, en vue de limiter une force de fermeture maximale du corps de fermeture, comprend un ressort de compression, et qui peut être déplacé par un entraînement à moteur électrique De façon avantageuse il est ainsi possible d'ouvrir et de fermer de manière fiable l'ouverture de coulée, on évite un30 échauffement de la barre de bouchage et on ne perturbe pas la fusion d'alliages métalliques à haute pureté par un brouillard d'huile à l'intérieur de la chambre à vide. D'autres possibilités de réalisation et caractéristiques sont décrites plus en détail et caractérisées dans les revendications dépendantes. L'invention permet les modes de réalisation les plus différents; deux d'entre eux sont illustrés plus en détail dans les dessins ci-joints Ceux-ci montrent: Fig 1 un creuset de fusion et de coulée avec un appareil conforme à l'invention, comprenant sensiblement une barre de bouchage, un bras en porte-à-faux ainsi qu'un entraînement à broche avec entraînement par moteur électrique, représenté en coupe, et fig 2 un détail d'une fixation pour la barre de bouchage avec compensation d'alignement. Comme le montre la fig 1, un châssis porteur 2 est situé sur le sol d'une chambre 1 de four à vide, et un creuset de fusion et de coulée 3 est posé sur ce châssis Le creuset 3 est entouré par un bobinage à induction 4 et15 comporte au fond une ouverture de coulée 5 à travers laquelle la fonte 6 qui se trouve dans le creuset est coulée L'ouverture 5 peut être obturée par une barre de bouchage cylindrique 7, laquelle est raccordée solidairement par son extrémité supérieure qui sort de la fonte 6 à un bras en porte-à-faux Le bras en porte-à-faux 8 est tenu par sa partie verticale dans le guide 9 et la20 douille porteuse 1 lest fixée sur un support horizontal 10 Un ressort de compression 12 est inséré dans la douille 11 Sur l'extrémité supérieure du ressort de compression 12 est posée la douille 13 de la broche et elle est fixée au moyen des vis 14, 14 ', dans le fourreau 11 Le fourreau 11, le ressort 12 et la douille de broche 13 possèdent un axe de rotation commun25 le long duquel est également agencée la broche 15 L'extrémité inférieure de la broche 15 est raccordée au moteur électrique 17 par l'intermédiaire d'un embrayage 16. Sur la paroi 18 de la chambre de four à vide 1 se trouve un arceau 19 avec un rail vertical sur lequel sont fixés les deux commutateurs d'extrémité 20, 21 Ces commutateurs 20, 21 sont actionnés par les deux pans coupés de la douille de broche 13 Toutes les parties qui sont montées au-dessus du moteur 17 sont également désignées ensemble comme unité d'entraînement 22. Une partie supérieure d'articulation 32 en forme de calotte est fixée au moyen de la vis 31 sur un bras 30 en porte-à-faux (fig 2) Une partie inférieure d'articulation 33 qui lui correspond est vissée sur un fourreau cylindrique 34 Sur le fourreau 34 se trouve un couvercle 35 en forme de 5 disque, qui est posé par l'intermédiaire d'un anneau de pression 36 sur la partie de forme annulaire du bras en porte-à-faux Un joint 37, en forme d'anneau élastique à section carrée est mis en place dans une gorge radiale intérieure dans la partie supérieure d'articulation 32, et ce joint entoure à nouveau radialement le fourreau 34 à lextérieur.10 Dans un perçage central du couvercle 35 et du fourreau 34 se trouve une tige de traction 38 en direction verticale Cette tige est fixée sur le côté supérieur du couvercle 35 au moyen dune paire d'écrous 39 Sur la tige de traction 38 se trouve de plus une douille 40 qui enferme entre sa face15 supérieure et une collerette du fourreau 34 un ressort de compression 41 La douille 40 est prolongée vers le bas par un disque 42 qui est vissé par l'intermédiaire de la vis 43 à la partie inférieure d'articulation 33 en forme de calotte La tige de traction 38 est entourée au-dessous du disque 42 par un manteau cylindrique 44 en céramique Ce manteau 44 est serré sur la tige de20 traction 38 à son extrémité inférieure au moyen d'une autre paire d'écrous non représentés, comparable à la paire décrous 39, et d'un autre composant comparable au couvercle 35. La barre de bouchage peut être d'une seule pièce ou en plusieurs pièces. La tige de traction 38 peut être réalisée en graphite Elle peut aussi être réalisée en acier inoxydable et être pourvue de canaux de refroidissement. En outre, l'entraînement à moteur électrique 17 peut être agencé à l'intérieur de la chambre 1 du four vide. Revendications 1 Appareil pour ouvrir et fermer une ouverture de coulée ( 5) dans le fond d'un four de fusion et de coulée par induction sous vide, comprenant un corps de fermeture mobile, par exemple une barre de bouchage ( 7), et comprenant une unité d'entraînement pour le déplacement du corps de fermeture, caractérisé en ce que le corps de fermeture est réalisé en une matière céramique et est reliée à un élément d'accouplement au moyen de10 leviers ( 8, 10), ledit élément d'accouplement comprenant un ressort de compression en vue de limiter une force de fermeture maximale du corps de fermeture, et pouvant être déplacé par un entraînement ( 17) à moteur électrique. 2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de fermeture est agencé sensiblement dans l'espace intérieur d'un creuset de fusion ( 3). 3 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une partie du corps de fermeture dépasse du creuset ( 3) et est soutenue et guidée par un bras en porte-à-faux ( 8) à l'extérieur du creuset. 4 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de fermeture peut être déplacé verticalement. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de fermeture est réalisée sous la forme d'une barre de bouchage cylindrique ( 7). 6 Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que la barre de bouchage ( 7) est réalisée d'une seule pièce. 7 Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que la barre de bouchage ( 7) est réalisée en plusieurs pièces. 8 Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que la barre de bouchage ( 7) est constituée par une tige de traction ( 38) ainsi qu'un manteau cylindrique creux ( 44) en céramique qui entoure la tige ( 38). 9 Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un couvercle ( 35) est fixé à l'extrémité supérieure de la tige de traction ( 38), et en ce qu'il est prévu un ressort de compression ( 41) entre ce couvercle ( 35) et la face d'extrémité supérieure du manteau en céramique ( 44). 10 Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que la tige 38 est réalisée en graphite. 11 Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que la tige 38 est réalisée en acier inoxydable et est pourvue de canaux de refroidissement. 12 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entraînement à moteur électrique ( 17) est agencé à l'intérieur de la chambre ( 1) du four vide. 13 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce quil est prévu une transmission à broche entre le moteur électrique ( 17) et la barre de bouchage ( 7). 14 Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il est prévu un ressort de compression ( 12) sur la douille ( 13) de la transmission à broche, ce ressort entourant radialement la broche ( 15) et étant relié au support ( 10). Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mouvement vertical de la douille de broche ( 13) peut être réglé au moyen d'un commutateur de fin de course supérieur et d'un commutateur de fin de course inférieur ( 20, 21). 16 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la force de fermeture de la barre de bouchage peut être réglée au moyen du commutateur de fin de course inférieur. 17 Appareil pour ouvrir et fermer une ouverture de coulée ( 5) dans le fond d'un four de fusion et de coulée par induction sous vide, comprenant un corps de fermeture mobile agencé en direction verticale, par exemple une 5 barre de bouchage ( 7), ainsi qu'une unité d'entraînement pour déplacer le corps de fermeture, caractérisé en ce qu'une première partie en forme de calotte d'une articulation sphérique ( 33) est fixée à l'extrémité supérieure du corps de fermeture et en ce qu'une seconde partie de l'articulation sphérique ( 32), qui correspond à cette première partie, est reliée à un bras en porte-à-faux ( 30) lequel peut être déplacé en direction verticale au moyen d'une unité d'entraînement ( 22). 18 Appareil selon la revendication 17, caractérisé en ce que les parties en forme de calotte ( 32, 33) comportent des perçages centraux. 19 Appareil selon la revendication 18, caractérisé en ce que le corps de fermeture est introduit à travers les perçages dans les parties en forme de calotte ( 32, 33). 2020 Appareil selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'un anneau élastique ( 37) est prévu entre le corps de fermeture et la partie en forme de calotte ( 32), respectivement entre la barre de bouchage et la partie en forme de calotte.