Brevet FR2699841A1 — publié le 19940701

QUENOUILLE COMPORTANT UN CAPUCHON DE RENFORCEMENT DU NEZ La présente invention se rapporte de manie générale à une quenouille utilisée pour réguler et/ou arrêter l' écoulement d'un fluide, généralement un métal liquide, s' écoulant d'un récipient, et plus particulièrement à une quenouille pour un récipient contenant un métal en fusion, comportant un corps monobloc allongé et se terminant par un nez. il est connu en matière de coulée continue d'utiliser une quenouille de matériau réfractaire réalisée d'une seule pièce pour réguler l'écoulement d'un métal liquide, par exemple l'acier, s'écoulant d'un répartiteur dans un moule refroidi. La quenouille est déplacée verticalement au moyen d'un dispositif de commande situé à l'extérieur du répartiteur afin de reguler l'écoulement du métal. On connaît déjà (GB-A-2 095 612) une quenouille de ce type. Elle comporte un nez renforcé réalisé en un matériau différent de celui du corps et co-pressé en une seule opération en même temps que le corps. En d'autres termes, deux poudres de composition différentes (par exemple alumine graphite pour le corps et zircone ou magnésie pour le nez) sont introduites successivement dans un même moule puis pressées et cuites simultanément. Cependant, dans une quenouille de ce type la cohésion des grains d'alumine, de zircone et/ou de magnésie est obtenue par une liaison du type carbone. Par polymérisation à chaud le carbone contenu dans le mélange constitue un réseau qui enserre les différents grams. Les aciers agressifs à haute teneur en oxygène que l'on coule actuellement et qui ne sont pas calmés, à l'aluminium ou au silicium par exemple, ou qui le sont insuffisamment érodent le nez d'une quenouille de ce type. Cela a pour conséquence une faible durée de vie de la quenouille et nécessite son remplacement fréquent. On connaît également (UK 936 558) une quenouille constituée par une tige d'acier sur laquelle sont enfilées une série de manchettes de matériaux réfractaires qui s'emboîtent les unes dans les autres. Un insert est retenu, par exemple vissé, dans la manchette située à l'extrémité inférieure de la quenouille. Un nez est fixé sur cet insert, par exemple vissé. Cependant, dans une quenouille de ce type, le nez est réalisé dans le même matériau que le corps. Il ne présente donc pas une résistance à l'érosion par l'acier plus elevée que ce corps. La présente invention a pour objet une quenouille comportant un capuchon de renforcement du nez réalisé séparément du corps par un procédé différent de celui du corps de manière à présenter une résistance accrue à l'érosion par le métal en fusion, puis rapporté sur ce corps de manière à assurer une résistance accrue à l'érosion du nez. De préférence le capuchon est vissé sur le corps de la quenouille et/ou cimenté. Il présente une épaisseur faible relativement au diamètre de la quenouille afin de faciliter son préchauffage et d'ameliorer sa résistance aux chocs thermiques. Son épaisseur est de préférence sensiblement constante, généralement comprise entre 3 % et 25 % du diamètre de la quenouille. De préférence le capuchon est réalisé en un matériau dont la liaison est choisie dans le groupe comprenant les liaisons chimiques, les liaisons céramiques, les liaisons argile et les liaisons nitrure. De préférence encore, le matériau du capuchon comprend au moins 80 % en poids de matériaux choisis dans le groupe comprenant la zircone, la magnésie, l'alumine, la silice et le chrome. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description d'un exemple de réalisation, en référence à la figure annexée sur laquelle on a représenté, à titre illustratif, une quenouille conforme à l'invention. La quenouille comporte un corps 1 de forme allongée. Un canal axial 2 est laissé dans ce corps par le mandrin de pressage. n s'étend de l'extrémité supérieure de la quenouille jusqu'à une faible distance de son extrémité inférieure. La partie supérieure du corps peut être raccordée, par des moyens non représentés, à un mécanisme de levage qui permet de la déplacer verticalement afin de réguler l'écoulement du métal liquide. A son extrémité inférieure la quenouille comporte un filetage 3. Ce filetage peut être obtenu directement par pressage ou usiné. Le corps 1 est en un matériau à liaison carbone, par exemple en alumine graphite ou en argile graphite. Un tel matériau présente une résistance insuffisante à l'érosion, particulièrement lorsque l'on utilise la quenouille pour réguler l'écoulement d'aciers particulièrement agressifs tel que les aciers à haute teneur en oxygène ( > 100 ppm). En effet, l'oxygène oxyde le carbone de telle sorte que la cohésion des grains n'est plus assurée. Ces grains sont entraînés par l'acier et il s'ensuit une érosion rapide du matériau. C'est pourquoi, conformément à l'invention, on a rapporté un capuchon protecteur 4 sur le nez de la quenouille.Dans l'exemple de réalisation représenté ce capuchon est vissé sur le filetage 3 et cimenté, mais il pourrait être fixe par tout moyen convenable que l'homme du metier est apte à mettre en oeuvre par sa pratique courante. n pourrait, par exemple, être cimenté seulement sans filetage. Le capuchon 4 est réalisé séparément du corps. En d'autres termes les deux pièces ne sont pas co-pressées, au cours de la même opération. Ceci permet de plus grandes possibilités pour le choix du matériau dans lequel le capuchon est réalisé. li est en effet possible de choisir des matériaux dont la cohésion n'est pas assurée par une liaison carbone, par exemple des matériaux à liaison chimique ou céramique. En raison de l'absence de carbone ou de la faible proportion de carbone, ces matériaux présentent une résistance accrue à l'érosion.Le nez de la quenouille est donc protégé efficacement et sa durée de vie est notablement accrue. De préférence le capuchon 4 présente une épaisseur relativement faible. Dans l'exemple de réalisation décrit le diamètre extérieur de la quenouille était de 130 mm environ et l'épaisseur du capuchon de 20 mm environ. En raison de cette épaisseur relativement faible le capuchon peut être préchauffé aisément ce qui lui assure une meilleure résistance aux chocs thermiques lors du démarrage de la coulée. L'épaisseur du capuchon est de préférence comprise entre 4 et 30 mm. Cette épaisseur est sensiblement constante. Exemple I. On a réalisé un capuchon en haute alumine liée argile. Ce matériau a été cuit à 1500 C. Il est adapté à la coulée d'aciers contenant de l'aluminium dans une proportion de l'ordre de 50 ppm. il présente la composition chimique suivante: Analyse chimique Quantité f%) en poids SiO2 8.52 TiO2 0.81 A1203 90.02 Fe203 0.37 Exemple II. Alumine-chrome liée phosphate. Ce matériau a été cuit à 6000C. I1 est adapté à la coulée d'aciers faiblement calmés à l'aluminium ou au silicium. I1 présente la composition chimique suivante Anaivse chimique Quantité (%) en poids SiO2 0.4 A1203 92.0 Fe203 0.7 Cr203 3.0 Na20 0.5 P205 3.0 Exemple m. Magnésie liée céramique post imprégnée au goudron. Ce matériau a été fritté à 1650 OC. I1 est bien adapté à la coulée d'aciers contenant du calcium dans une proportion de 60 ppm environ. n présente la composition chimique suivante: Analyse chimique Quantité (%) en poids SiO2 0.39 A1203 0.29 Fe203 0.13 CaO 1.86 MgO 87.8 ZrO2 4.64 TC 5.2 REVENDICATIONS 1. Quenouille pour un récipient contenant un métal en fusion, comportant un corps monobloc allongé (1) et se terminant par un nez, caractérisée par un capuchon (4) de renforcement du nez réalisé séparément du corps (1) en un matériau présentant une résistance à l'érosion supérieure à celle du corps, et rapporté sur le corps de manière à assurer une résistance accrue à l'érosion du nez. 2. Quenouille selon la revendication 1 caractérisée selon que le capuchon (4) est vissé sur le corps (1) de la quenouille et/ou cimenté. 3. Quenouille selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisée en ce que le capuchon (4), présente une épaisseur faible relativement au diamètre de la quenouille et sensiblement constante. 4. Quenouille selon la revendication 3 caractérisée en ce que l'épaisseur du capuchon est comprise entre 3 % et 25 % du diamètre de la quenouille. 5. Quenouille, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le capuchon (4) est réalisé en un matériau dont la liaison est choisie dans le groupe comprenant les liaisons chimiques, les liaisons céramiques, les liaisons argile et les liaisons nitrure. 6. Quenouille selon la revendication 5 caractérisée en ce que le matériau du capuchon comprend au moins 80 % en poids des matériaux choisis dans le groupe comprenant la zircone, la magnésie, l'alumine, la silice et le chrome.