VARIABLE GATE

Abstract: 1. Taphole device for the casting of fused metallic or non-metallic materials comprising two cylinders (A, B) having parallel axes and one common contact line and being rotatable around their axes in opposite directions relative to each other, each of the cylinders (A, B) having one groove (10) with a varying cross section extending each along a part of the circumference of each cylinder and the cylinders being positioned in a face-to-face alignment, so that the two grooves (10) cooperate to form a symmetrical opening with respect to the line of contact of said cylinders, characterized in that it includes means for sealing the cylinders with respect to one another as well as attachment means (1 and 2) and sealing means with respect to the vessel containing the molten material.

Description: Dispositif de trou de coulée à ouverture variable. La présente invention concerne un dispositif de trou de coulée destiné essentiellement à la coulée de matières liquides, en particulier de matières métalliques ou non-métalliques en fusion, lequel dispositif présente une ouverture variable, en vue de démarrer, d'arrêter et de régler le débit des matières lors de la coulée. Les dispositifs de trou de coulée connus dans l'industrie métallurgique comprennent essentiellement les systèmes classiques d'obturation à quenouille ou à tiroir. Le principe de ces systèmes consiste en ce que l'on agrandit resp. rétrécit la section d'un orifice, en enlevant resp. en amenant graduellement un objet, p.ex. un bouchon ou une plaque, entre l'orifice et la matière à couler. Comme la géo me trie du jet de coulée est nécessairement affectée par les change ments de la géométrie de l'orifice qui interviennent suivant ce principe, ces systèmes ne travaillent bien qu'en position ouverte ou fermée. Pour des ouvertures intermédiaires les jets sont fortement dispersés ce qui entrave fortement la qualité de la coulée. Il est donc utile de proposer des dispositifs de trou de coulée plus performants. Dans l'industrie de fabrication du verre ou d'autres substances à base de matières nonmétalliques comportant une fusion des matiéres et une coulée, on se trouve essentiellement devant les mêmes problêmes que dans le cas de la coulée des métaux. Il est vrai qu'on a proposé des équipements de trou de coulée plus perfectionnes où la section de l'orifice peut être variée par le truchement du dépôt sur les parois du canal de coulée de couches plus ou moins epaisses de matière solidifiée, en prévoyant un réglage de la température du dit canal. Un tel équipement, comme il est décrit p.ex. dans le brevet luxembourgeois LU 82.177 du déposant, doit donc comporter un système de chauffage électrique, ainsi qu'un système de refroidissement qui tout en permettant un réglage du débit, ont un temps de réponse assez long et nécessitent une surveillance constante de leur équilibre thermique pour maintenir un jet d'un débit requis. De plus, aux faibles ouvertures, la géométrie du jet peut devenir irrégulière à cause dtinhomogénéités du dépôt. Le but de la présente invention est donc de proposer un dispositif de trou de coulée permettant le démarrage, le réglage précis du débit et l'arrêt de la coulée de matières en fusion, en assurant à tout moment des conditions géométriques identiques à la sortie du trou de coulée. Le dispositif doit etre applicable à la coulée de métaux liquides et de matières nonmétalliques en fusion. Ce but est atteint par le dispositif suivant l'invention qui est caractérisé en ce que deux cylindres (A,B) à axes parallèles et mobiles autour de leurs axes respectifs, ont une ligne de contact commune et qu'au moins l'un des cylindres comporte une rainure, tandis que l'autre cylindre peut etre lisse. La rainure s'étend sur une portion de la circonférence du cylindre, c.à.d. qu'elle est orientée perpendiculairement à l'axe et elle présente un profil et notamment une profondeur qui varie de manière à passer par un maximum. En usinant dans le corps d'un cylindre, mais de préférence dans les corps des deux cylindres, des rainures identiques d'un profil approprié et en superposant les deux cylindres de manière à ce que l'ouverture circonscrite par les profils des rainures soit symétrique, on crée un système permettant d'aboutir, par rotation des cylindres en contresens l'un par rapport à l'autre, à une variation de la section d'ouverture, tout en préservant une section homothétique à la section initiale. Suivant l'invention la rainure peut présenter d'après une forme d'exécution préférée, un profil pseudo-elliptique; on peut néanmoins prévoir également des profils d'exécution plus simples, ce qui va cependant au dépens de la continuité de la géométrie du jet pendant la variation du degré d'ouverture du trou de coulée, comme il sera exposé plus bas. Le dispositif suivant l'invention comporte des moyens permettant d'entraîner les deux cylindres de manière synchrone, afin de les positionner de façon à obtenir le degré d'ouverture désiré du trou de coulée. Pour ceci il suffit de munir les deux cylindres d'un système à pignons et de prévoir un moyen d'entraînement qui peut être un simple levier ou encore, dans le cas d'applications plus sophistiquées, un servo-moteur, agissant sur l'un des deux cylindres. En plus il est prévu suivant l'invention des moyens permettant de presser l'un contre l'autre les#deux cylindres le long de leur ligne de contact. Ces moyens peuvent p.ex. être des vis de serrage. Il est également prévu des moyens supplémentaires d'étanchéisation des deux cylindres l'un par rapport à l'autre, lesquels moyens peuvent consister p.ex. en un façonnage suivant lequel l'un des cylindres est imbriqué dans l'autre. L'avantage principal du dispositif suivant l'invention réside évidevent dans le fait qu'il permet de varier de façon continue l'ouverture du trou de coulée et de procéder à des ajustements précis du débit coulé. Suivant la configuration des rainures, on peut obtenir une ouverture de n'importe quelle forme géométrique. Ainsi des rainures en forme pseudo-elliptique donnent une ouverture parfaitement circulaire. En même temps ltaxe de l'orifice ne se déplace pas. Une représentation visuelle du dispositif suivant l'invention et de son principe, est fournie par la voie des dessins où la fig. l montre une vue en perspective de deux cylindres dotés chacun d'une rainure pseudo-elliptique; les fig. 1A, 1B, 1C et 1D montrant des coupes longitudinales et transversales des mêmes cylindres en positions différentes la fig. 2 représente une vue en perspective de deux cylindres où les rainures présentent un fond droit; les fig. 2A, 2B et 2C montrant des coupes longitudinales et transversales de ces cylindres en positions différentes et les configurations des ouvertures résultant de ces positions et la fig. 3 montre de manière schématique une coupe longitudinale et une coupe transversale d'une forme d'exécution possible du dispositif suivant 1' invention. En fig. 1 on a représenté deux cylindres (A et B) qui présentent chacun une rainure (10) en forme pseudo-elliptique. En raison de la variation du profil de ces rainures suivant la circonférence de chaque cylindre, une rotation de ceux-ci p.ex. suivant le sens des flèches, conduit à une variation de l'ouvertrue circonscrite par le profil des rainures superposées. Ainsi la position représentée en fig. 1A, résultera en une ouverture maximum (01) comme la profondeur des rainures est la plus importante à l'endroit de la ligne de contact entre les cylindres (A et B). Pour arriver à une ouverture plus restreinte, il suffit de tourner les cylindres-(A et B) en contresens, le cylindre (A) étant tourné dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre; il en résultera l'ouverture (02) de la fig. 1B. En continuant ce mouvement, on aboutit à l'ouverture encore plus restreinte (03) de la fig. 1C et finalement à l'obturation totale du trou de coulée, comme le montre la fig. 1D. La fig. 2 représente essentiellement les mêmes cylindres que ceux montrés en fig. 1, avec cependant une autre forme d'exécution de la rainure. Celle-ci présente un profil simple à obtenir, étant donné que le fond est droit, comme il ressort des fig. 2A, 2B et 2C. Or, il est facile de voir en fig. 2A que dans ce cas précis seule la position où les fonds des rainures sont parallèles entre eux, il y a ouverture en forme d'un cercle, tandis que toute autre position, comme p.ex. celle représentée, en fig. 2B résulte en une ouverture de profil elliptique ou oval. La fig. 2C montre la position de fermeture du trou de coulée. A noter que les flèches qui apparaissent dans les fig. lA,B,C et 2A,B, C indiquant le sens du flux des matières w couler. En fig. 3 il est représenté de manibre schématisée une forme d'exécution possible du dispositif suivant l'invention. On distingue les cylindres (A,B), dotés chacun d'une rainure (10) en forme d'une pseudo-ellipse, engendrant dans leur position telle que représentée, une ouverture (0) circulaire. On reconnais les moyens de fixation (1 et 2) du bloc (3) qui fait office de palier pour les deux cylindres. Le déplacement en rotation synchrone des deux cylindres, en contresens l'un par rapport à l'autre, est assuré par les pignons (5). Le dispositif de rotation qui n'est pas représenté, peut être un levier, un vérin, ou un servo-moteur. On reconnait également les moyens de pression (4) qui peuvent être p.ex. des vis de serrage. Suivant le mode d'application du dispositif selon l'invention, les cylindres peuvent être exécutés soit en métal, ce qui sera le cas lors de la coulée de matières non-métalliques en fusion, telles que le sable, les scories, les roches etc., dans le cadre de la fabrication du verre, de la laine minérale ou des fibres céramiques, soit en une matière réfractaire lorsque le dispositif est appliqué dans la coulée de métaux liquides, et qu'il est monté sous une poche de coulée d'aciérie, sous la sole d'un four électrique d'aciérie ou de fonderie, sous le panier-répartiteur d'une coulée continue, ou encore sur la partie de déversement d'un convertisseur. Dans le cas de la coulée de matières non-métalliques il est utile de doter les cylindres métalliques d'un systdme de refroidissement à l'eau, en prévoyant des canaux (6) destinés a véhiculer l'eau de refroidissement.

Claims: Revendications 1. Dispositif de trou de coulée destiné essentiellewent à la coulée de liquides, en particulier de matières métalliques ou non métalliques en fusion, lequel dispositif présente une ouverture variable en vue de démarrer, d'arrêter et de régler le débit des matières lors de la coulée, caractérisé en ce que deux cylindres (A,B) à axes parall=#les et mobiles autour de leurs axes respectifs, ont une ligne de contact commune et qu'au moins l'un des cylindres (A,B) comporte une rainure (10) qui s'étend le long d'une partie de la circonférence du cylindre et dont la section varie le long de ladite circonférence de manière à passer par un maximum, tandis que l'autre cylindre peut présenter une surface lisse. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le cas de deux cylindres comportant chacun une rainure, ces dernières présentent un profil identique. 3. Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que pour obtenir une ouverture circulaire, la rainure présente un profil pseudo-elliptique. 4. Dispositif suivant les revendications 1-3, caractérisé en ce que les cylindres sont disposés l'un vis-à-vis de l'autre de manière a ce que les 2 rainures forment une ouverture symétrique par rap port à la génératrice de contact des dits cylindres, p.ex. une ouverture circulaire. 5. Dispositif suivant les revendications 1-4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (5) permettant d'entrainer les deux cylindres de manidre synchrone en contresens l'un par rapport à l'autre. 6. Dispositif suivant les revendications 1-5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (4) permettant de presser les deux cylindres l'un contre l'autre le long de leur ligne de contact. 7. Dipositif suivant les revendications 1-6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens détanchéisation des cylindres l'un par rapport à l'autre. 8. Dispositif suivant les revendications 1-7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de fixation (1 et 2) et d'étanchéisa tion par rapport au récipient renfermant la matière liquide à couler. 9. Dispositif suivant les revendications 1-8, caractérisé en ce que les cylindres sont exécutés en une matière réfractaire. 10. Dispositif suivant les revendications 1-8, caractérisé en ce que les cylindres sont exécutés en métal et comprennent des canaux (6) qui sont raccordés à un système de refroidissement à l'eau.

Inventors: HEINTZ, CARLO, LEICK, ROGER, MATHGEN, GEORGES, PRUEM, CHARLES, SCHERER, ROBERT
Applicants: ARBED S.A.
Application year: 1982
Main classification: B22D41
IPC codes: B05B1, B22D11, B22D37, B22D41, C03B37