Brevet FR2742684A1 — publié le 19970627

TIROIR DE CHANGEMENT DE PLAQUES POUR UN CONTENEUR METALLURGIQUE ET JEU DE PLAQUES POUR CE TIROIR L'invention concerne un tiroir de changement de plaques pour un conteneur métallurgique tel qu'un répartiteur de coulée continue; le tiroir comportant un châssis monté sous le conteneur métallurgique; au moins une plaque supérieure fixe et au moins une plaque inférieure remplaçable; des moyens de mise en pression pour appliquer la plaque inférieure contre la plaque fixe , le châssis comportant des moyens de guidage pour recevoir une plaque inférieure de remplacement à coté de la plaque inférieure en cours de coulée, et des moyens d'actionnement pour amener la plaque inférieure de remplacement à la place de la plaque en cours de coulée. Arrière plan technologue Dans le procédé de coulée continue de l'acier, le métal est transféré dans des conteneurs successifs tels que des poches et des répartiteurs. Un ou plusieurs trous de couiee sont prévus dans le fond de chaque conteneur pour couler le métal. L'écoulement peut etre régulé par différents moyens tels que des fermetures a plaques, des quenouilles, ou simplement une busette calibrée. Certaines applications nécessitent de protéger le métal liquide de l'air ambiant Un tube réfractaire de protection de jet est alors fixé sous le conteneur pour entourer le jet à sa sortie du trou de coulée. Quel que soit le type de réfractaire de coulée utilisé, ces réfractaires s'usent et doivent être changés pour que l'on puisse poursuivre la coulée avec le même conteneur. On connait déjà diverses solutions pour effectuer un échange de réfractaires sans interrompre la coulée. Par exemple le brevet belge 214 385 décrit un dispositif de changement de tube. Dans un dispositif de ce type le trou de coulée se termine par une plaque fixe. Une plaque inférieure associée à un tube de protection de jet est plaquée contre la plaque fixe pour assurer un joint étanche. Lorsque cette plaque et le tube de protection de jet associé doivent être remplacés, la plaque d'un ensemble plaque/tube neuf est placée à côté de la plaque à changer et poussée par des moyens adéquats. La plaque neuve chasse la plaque usagée et prend sa place. Pour assurer un alignement parfait de la face supérieure de la plaque inférieure avec la face inférieure de la plaque supérieure, la plaque supérieure fixe est généralement prévue plus longue que la plaque inférieure au moins du coté de l'introduction de la plaque de remplacement de telle sorte que la plaque neuve peut être introduite contre l'extrémité de la plaque supérieure lorsque la plaque à remplacer est encore en position de coulée. Ces plaques sont fréquemment entourées d'une enveloppe métallique. L'utilisation d'une enveloppe métallique permet d'obtenir une plaque prete à l'emploi dont les dimensions extérieures sont bien définies et qui comporte des surfaces de glissement et de support intégrées résistantes. L'enveloppe métallique permet également de maintenir la cohésion du matériau réfractaire lorsque des fissures apparaissent sous l'effet des contraintes thermiques et mécaniquement élevées induites par les conditions de coulée. Exposé du problème technique La plaque supérieure étant plus longue, elle est aussi plus coûteuse à fabriquer. D'autre part, le fait que les dimensions des plaques sont différentes impose de gérer des pièces différentes, particulièrement lorsque les plaques réfractaires sont entourées par une enveloppe métallique dont la réalisation nécessite un investissement coûteux en outillage. La présente invention a pour objet un tiroir de changement de plaques qui permet de résoudre ces inconvénients. Selon l'invention la plaque supérieure et la plaque inférieure présentent des pourtours polygonaux identiques et sont décalées angulairement de manière à ce qu'elles ne se recouvrent pas entièrement. Ainsi, la surface de la plaque fixe dirigée vers la plaque de remplacement qui n'est pas recouverte par la plaque en cours de coulée peut servir de surface de guidage pour la plaque de remplacement. Ainsi, bien que les surfaces des plaques soient égales, on dispose d'une surface de guidage qui permet un alignement parfait de la face supérieure de la plaque inférieure avec la face inférieure de la plaque supérieure. De plus on peut utiliser la même enveloppe métallique pour les deux types de plaques, y compris dans le cas où leur constitution interne est différente. Le coût de l'outillage nécessaire à la fabrication des enveloppes métalliques est divisé par deux. De préférence le pourtour polygonal des plaques est un carré et le trou de coulée est placé au centre du carré. De préférence encore, la plaque fixe et la plaque remplaçable sont recalées angulairement de 45" De préférence, les deux surfaces latérales à la direction d'introduction des plaques de la plaque fixe qui ne sont jamais recouvertes par la plaque inférieure, que ce soit lorsque les plaques sont en position de coulée ou lors des changements de plaques, sont utilisées pour la fixer sur le châssis du tiroir par exemple au moyen de vis à bout conique agissant chacune sur une arête de la plaque fixe située dans la zone latérale non recouverte par la plaque inférieure, ces arêtes étant situées à l'avant de cette plaque fixe par rapport au sens d'introduction des plaques de remplacement afin de plaquer la plaque fixe à la fois vers l'arrière et contre le châssis du tiroir. On est alors sur que lors des changements de plaques successifs, la plaque fixe ne saurait être déplacée pour récupérer un jeu de montage éventuel, ce qui risquerait alors d'endommager le joint de la plaque fixe avec le chenal de coulée à l'intérieur du répartiteur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit faite en référence aux figures annexées. Sur ces figures: La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un tiroir de changement de plaques conforme à l'invention, La figure 2 est une vue de dessous du tiroir de changement de plaques représentée sur la figure 1. Sur la figure 1 un répartiteur 2 comporte une paroi de fond en acier 4 recouverte d'une couche protectrice de matériau réfractaire 6. Un orifice de coulée 8 est aménagé dans le fond du répartiteur 2. Un tiroir de changement de plaques désigné dans son ensemble par la référence générale 10 est monté sous le répartiteur 2. Un anneau 14 est soudé à l'intérieur du répartiteur sur la paroi de fnd Des vis 16 fixent le châssis 12 du tiroir sur cet anneau 14. Une plaque réfractaire fixe 18 est placée dans un logement 20 du châssis 12. Une plaque inférieure 22 est disposée sous la plaque fixe 18.La plaque 22 est appliquée contre la plaque fixe 18 par des moyens de mise en pression constitués dans l'exemple représenté par quatre culbuteurs 24 Comme on peut le voir sur la figure 2 chaque culbuteur comporte une extrémité appliquee sous la face inférieure de la plaque inférieure 22, et une extrémité 24b sollicitée vers le bas par un ressort hélicoïdal 26. Sensiblement sa partie centrale le culbuteur 24 est articulé sur un boulon à tete sphérique 28. L'action exercée sur la plaque inférieure par ces moyens de mise en pression permet de réaliser une jonction étanche de la plaque fixe 18 et de la plaque inférieure 22. Comme on peut le constater sur la figure 2, la plaque fixe 18 et la plaque inférieure 22 présentent des pourtours identiques, c'est-à-dire de meme forme et de même surface. Le fait que les plaques 18 et 22 comportent des pourtours identiques est avantageux car cela permet d'utiliser les mêmes enveloppes métalliques pour ces deux plaques De cette manière un seul outillage suffit. L'investissement nécessaire est donc divisé par deux. De préférence les plaques sont carrées. Pour des raisons pratiques, notamment de fabrication, les angles des carrés sont arrondis. La plaque fixe 18 et la plaque inférieure 22 comportent un trou de coulée 21. Ce trou de coulée est placé au centre du pourtour carre. On constate également que la plaque fixe 18 et la plaque inférieure 22 sont décalées angulairement. De cette manière leurs surfaces ne se recouvrent pas entièrement. Plus particulièrement, la surface de la plaque fixe 18 n'est pas recouverte entièrement pas la plaque inférieure 22. A l'avant de la plaque fixe 18 par rapport au sens d'introduction et de changement des plaques, on trouve une zone triangulaire (dont le sommet est arrondi) 18a. En dehors d'un changement de plaque, cette zone n'est pas recouverte par la plaque inférieure 22. Elle peut donc être utilisée comme surface de guidage pour la plaque de remplacement. Ainsi, bien que les surfaces des plaques soient égales, on dispose d'une surface de guidage qui permet un alignement parfait de la face supérieure de la plaque inférieure avec la face inférieure de la plaque supérieure. De part et d'autre de la plaque 18, latéralement par rapport au sens de changement des plaques, on trouve deux zones 18b, de forme triangulaire à extrémité arrondie. Ces deux zones ne sont jamais recouvertes par la plaque inférieure 22, même durant un changement de plaques. Ces zones 18b peuvent donc être utilisées pour maintenir la plaque fixe 18 vers le fond du logement 20 et vers l'arrière du bâti 22. a cet effet, la plaque fixe 18 est maintenue dans son logement 20 par deux vis 30 possédant une tête conique 30a. L'extrémité conique 30a de chacune des deux vis 30 agit sur une arête de la plaque fixe 18 située dans la zone 18b, à l'avant de cette zone par rapport au sens d'introduction des plaques.Les extrémités coniques exercent une action qui applique la plaque 18 vers le fond du logement 20, c'est à dire vers le haut, et simultanément une action qui applique la plaque fixe 18 vers l'arrière du bâti 12 par rapport à la direction d'introduction des plaques. Il est avantageux d'appliquer la plaque fixe 18 vers l'arrière du bâti afin d'éviter, au moment où un changement de plaques est effectué, qu'un rattrapage de jeu ne s'opère entre la plaque 18 et le coin arrière du logement 20. En effet, ce rattrapage de jeu, même minime, aurait pour effet de nuire à la qualité du joint entre la plaque fixe 18 et la masse à damer 32 disposée dans l'épaisseur du revêtement réfractaire 6 du répartiteur 2. Les vis 30 permettent d'éliminer ce jeu. Selon une variante de réalisation le pourtour de la plaque fixe 18 présente des moyens élastiques placés sur deux côtés adjacents à un angle du pourtour carré. Ces moyens élastiques, constitués par exemple par des fibres élastiques ou du carton, sont disposés au moment du montage de la plaque 18 dans son logement 20 vers l'avant du bâti de manière à positionner automatiquement les deux côtés opposés du carré contre des appuis rigides ménagés dans le châssis 12 pour les recevoir. Le châssis 12 comporte des moyens de guidage qui permettent de recevoir une plaque inférieure 22 de remplacement à côté de la plaque inférieure 22 en cours de coulée. Dans l'exemple de réalisation représenté les moyens de guidage sont constitués par une glissière 34 (voir figure 2) disposée vers l'avant de la machine par rapport au sens d'introduction de la plaque de remplacement 22a. La plaque 22a est montée sur un support 36. Des moyens d'actionnement, constitués par exemple par un vérin hydraulique ou à air 38 sont raccordés au support 36. Dans un premier temps la plaque de remplacement inférieure 22a est introduite dans les glissières 34 jusqu'à ce que la traverse 40 faisant partie des moyens de support soit retenue derrière deux bras 42 articulés sur le châssis 12. Les deux bras 42 sont reliés par un moyen élastique 44. Lorsque l'on introduit le support 36 portant la plaque de remplacement 22a les bras articulés pivotent autour de leur axe de manière à ce que leur extrémités s'écartent. Lorsque le support 36 est introduit suffisamment dans les moyens de guidage 34 les extrémités des bras articulés 42 viennent verrouiller la traverse 40. A ce moment la plaque de remplacement 22a est sensiblement au contact de la plaque inférieure 22 en position de coulée. On actionne alors les moyens d'actionnement 38 de manière à chasser la plaque en cours de coulée pour la remplacer par la plaque neuve 22a. On se trouve alors dans la position représentée sur la figure 1. La plaque inférieure usagée tombe d'elle-même hors des moyens de guidage. L'opérateur agit alors sur un bras de levier 46 qui permet d'écarter les deux bras articulés 42 pour libérer le support 36 et la traverse 40 et l'équiper d'une nouvelle plaque de remplacement. REVENDICATIONS 1. Tiroir de changement de plaques pour un conteneur métallurgique tel qu'un répartiteur (2) de coulée continue; le tiroir comportant un châssis (12) monté sous le conteneur métallurgique; au moins une plaque supérieure (18) fixe et au moins une plaque inférieure (22) remplaçable; des moyens de mise en pression pour appliquer la plaque inférieure (22) contre la plaque fixe , le châssis (12) comportant des moyens de guidage pour recevoir une plaque inférieure (22) de remplacement à coté de la plaque inférieure (22) en cours de coulée, et des moyens d'actionnement pour amener la plaque inférieure (22) de remplacement à la place de la plaque en cours de coulée, caractérisé en ce que la plaque supérieure (18) fixe et la plaque inférieure (22) remplaçable présentent des pourtours polygonaux identiques et sont décalées angulairement de manière à ce qu'elles ne se recouvrent pas entièrement. 2. Tiroir selon la revendication précédente caractérisé en ce que le pourtour polygonal des plaques est un carré ou un carré dont les angles sont arrondis. Tiroir selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que pour chaque plaque le trou de coulée est placé au centre du carré. 4. Tiroir selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la plaque fixe et la plaque remplaçable sont décalées angulairement de 45" 5. Tiroir selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que deux surfaces (18b) latérales à la direction d'introduction des plaques de la plaque fixe qui ne sont jamais recouvertes par la plaque inférieure (22) sont utilisées pour la fixer sur le châssis (12) du tiroir. 6. Tiroir selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comporte deux vis (30) à bout conique (30a) agissant chacune sur une arête de la plaque fixe située dans la zone latérale (1 8b) non recouverte par la plaque inférieure (22), ces arêtes etant situées à l'avant de cette plaque iiue par rapport au sens d'introduction ciels plaques de remplacement ariii de plaquer la plaque fixe a la fois vers l'arrière et contre le châssis (12) du tiroir 7.Jeu de plaques pour un tiroir selon l'une des revendications précédentes, coniposé d'une plaque fixe et d'une plaque remplaçable, caractérisé en ce que ces plaques présentent des pourtours polygonaux carres identiques et un trou de coulée situe au centre du pourtour carré et en ce qu'elles sont destinées à être décalées angulairement l'une par rapport à l'autre 8. Jeu de plaques pour un tiroir selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pourtour de la plaque fixe présente des moyens élastiques placés sur deux cotés adjacents à un angle du pourtour carré en vue de positionner automatiquement lors du montage de la plaque fixe les deux cotés opposés du carré contre des appuis rigides ménagés dans le châssis (12) pour les recevoir. 9. Jeu de plaques pour un tiroir selon l'une des revendications précédentes, ca!acterisé en ce qu'elles sont munies d'enveloppes métalliques identiques.