La présente invention a pour objet un dispositif de fermeture externe de récipient contenant du métal en fusion, en particulier d'une poche pour la coulée de l'acier provenant d'un convertisseur ou d'un four électrique dans une installation de coulée continue, comprenant une plaque fixe présentant au moins une ouverture et rendue solidaire du fond du récipient, une plaque mobile pourvue d'au moins une ouverture, des moyens agencés pour appliquer fermement la plaque mobile sur la face de la plaque fixe tournée vers l'extérieur du récipient et pour faire glisser la face de la plaque mobile par rapport à la face de Îa plaque fixe avec laquelle elle est en contact pour amener l'ouverture de la plaque mobile en regard de celle de la plaque fixe, une busette interne ou supérieure fixée à la face de la plaque fixe tournée vers l'intérieur du récipient et entourant l'ouverture pratiquée dans cette plaque pour canaliser le métal fondu vers cette ouverture et une busette collectrice fixée sur la face de la plaque mobile opposée à la plaque fixe et entourant l'ouverture de cette plaque mobile pour collecter le métal fondu s'échappant à travers les ouvertures des plaques fixe et mobile mises partiellement ou totalement en regard l'une de l'autre.
On sait que, en cas de coulée continue, le débit de métal en fusion à travers la lingotière de coulée continue doit être le plus régulier possible.
Pour régulariser ce débit, malgré l'existence d'un répartiteur intermédiaire, on est amené à agir sur le dispositif de fermeture externe de la poche de coulée de la manière suivante : en début de coulée, on met partiellement en regard l'une de l'autre l'ouverture de la plaque mobile et l'ouverture de la plaque fixe afin d'étrangler le jet de métal en fusion et limiter ainsi le débit de ce dernier ; au fur et à mesure de l'abaissement du niveau du métal dans la poche et suite à la réduction de la pression ferrostatique qui en résulte, on augmente progressivement la surface desdites ouvertures en regard l'une de l'autre pour réduire l'étranglement du jet de métal et la perte de charge que cet étranglement provoque afin de maintenir sensiblement le même débit qu'en début de coulée.
Dans les dispositifs de fermeture externe connus, la busette collectrice, dont le rôle est de canaliser le jet de métal s'écoulant à travers les ouvertures des plaques, a un conduit interne qui a une section pratiquement constante sur toute sa longueur, cette section correspondant sensiblement à celle de l'ouverture de la plaque mobile. On constate dans ces dispositifs que l'étranglement du jet de métal en fusion, lors de la mise en concordance progressive des ouvertures des plaques fixe et mobile et surtout en début de coulée où cet étranglement est le plus important, dévie le jet obliquement par rapport à la verticale et projette celui-ci avec force sur une partie très localisée de la paroi interne de la busette collectrice qui est généralement peu épaisse, ce qui présente non seulement l'inconvénient de provoquer une usure accélérée de cette partie de paroi de la busette et par conséquent une usure prématurée de cette dernière, mais également le grave inconvénient de faire courir le risque d'une percée accidentelle de la paroi de la busette à l'endroit où celle-ci subit l'impact du jet dévié de métal. En outre, ces dispositifs présentent aussi l'inconvénient que l'étranglement du jet de métal, surtout en début de coulée où cet étranglement est maximum, provoque une usure accélérée des bords des ouvertures des plaques entre lesquels s'écoule le jet.
L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de procurer un dispositif de fermeture dont la busette collectrice et surtout les plaques fixe et mobile ont une longévité nettement accrue par rapport à celle des dispositifs connus et qui permet de réduire sensiblement le risque de percée accidentelle de la paroi de la busette collectrice sous l'action du jet de métal en fusion.
A cet effet, suivant l'invention, le conduit interne de la busette collectrice présente deux parties adjacentes, la première partie, qui s'étend à partir de l'extrémité du conduit la plus proche de la plaque mobile, ayant une section inférieure à celle de l'ouverture présentée par la plaque mobile, la seconde partie dudit conduit interne ayant une section supérieure à la section de la première partie de ce conduit.
Suivant une forme de réalisation du dispositif conforme à l'invention, la longueur de la première partie du conduit interne de la busette collectrice est tout au plus égale au tiers de la longueur dudit conduit.
Suivant une mode de réalisation avantageux dudit dispositif, la busette collectrice présente, à son extrémité destinée à coopérer avec la plaque mobile, une surépaisseur formant un collier externe, la longueur de la première partie du conduit interne de la busette collectrice étant au moins égaie à la dimension correspondante de ce collier.
Suivant une forme de réalisation du dispositif selon l'invention, les ouvertures présentées par les plaques sont sensiblement cylindriques, le conduit interne de la busette interne ou supérieure étant coaxial à l'ouverture de la plaque fixe, sa section étant sensiblement constante sur toute sa longueur et sensiblement égale à celle de ladite ouverture, le conduit interne de la busette collectrice étant'coaxial à l'ouverture de la plaque mobile, les première et seconde parties de ce dernier conduit étant sensiblement cylindriques.
D'autres détails et particularités de l'invention . ressortiront des dessins annexés au présent mémoire et qui représentent, à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes de réalisation particulières de l'objet de l'invention.
Dans les différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques ou analogues.
Le dispositif de fermeture connu, représenté aux figures 1 à 3, et le dispositif de fermeture suivant l'invention, représenté aux figures 4 à 7, sont destinés à assurer la fermeture externe d'un récipient 1 contenant du métal en fusion et en particulier d'une poche pour la coulée de l'acier en fusion provenant d'un convertisseur ou d'un four électrique dans une installation de coulée continue. Ces dispositifs comprennent chacun une plaque fixe 2, pourvue d'au moins une ouverture 3, solidaire du fond du récipient, une plaque mobile 4 présentant au moins une ouverture 5, des moyens, non représentés, agencés, d'une ' 'part pour appliquer fermement l'une sur l'autre les faces 6 et 7 des plaques fixe et mobile et, d'autre part, pour faire glisser la face 7 de la plaque mobile 4, par rapport à la face 6 de la plaque fixe 2 avec laquelle elle est en contact, pour amener l'ouverture 5 de la plaque mobile 4 partiellement ou totalement en regard de l'ouverture 3 de la plaque fixe, une busette interne ou supérieure 8, fixée à la face 9 de la plaque fixe 2, qui entoure l'ouverture 3 de cette dernière pour canaliser le métal fondu vers cette ouverture 3 et une busette collectrice 10, fixée à la face 11 de la plaque mobile 4, qui entoure l'ouverture 5 pratiquée dans cette plaque 4, pour collecter et canaliser le métal fondu s'échappant à travers les ouvertures 3 et 5 mises partiellement ou totalement en regard l'une de l'autre.
On constate, dans le dispositif de fermeture connu montré aux figures 1 à 3, qu'en début de coulée les parties d'ouvertures 3 et 5 mises en regard l'une de l'autre sont réduites pour étrangler le jet de métal en fusion. Cette disposition des ouvertures dévie le jet, schématisé par la flèche 12 (voirfigures 1 et 2) ce qui a pour effet de diriger celui-ci sur une zone étroite 13 de la busette collectrice 10, dont le conduit interne a une section sensiblement constante, et de provoquer une usure prématurée de cette dernière avec le risque de percée précité.
De plus, vu l'espace réduit existant entre les bords 14 des ouvertures 3 et 5 pour l'étranglement du jet, ces bords 14 s'usent très rapidement, ce qui entraîne le remplacement prématuré des plaques 2 et 4 qui sont les organes les plus coûteux du dispositif de fermeture.
En résumé, l'étranglement du jet et sa déviation. surtout en début de coulée, provoquent des dégâts aux plaques 2 et 4 et à la busette collectrice 10, sans parleT des risques de percée, avec les graves conséquences que cela peut comporter, de ladite busette collectrice.
Dans le dispositif suivant l'invention illustré aux figures 4 à 7, la busette collectrice 10 est agencée pour redresser le jet de métal en fusion pour qu'il ne percute pas une zone très localisée de la partie mince de sa paroi.
De plus, la configuration de cette busette 10 ne nécessite plus un étranglement du jet, en début de coulée, aussi poussé que dans le dispositif de fermeture connu, ce qui a pour effet d'accroître la longévité des plaques fixe 2 et mobile 4.
Pour redresser le jet de métal en fusion, le conduit interne 15 de la busette collectrice 10 du dispositif suivant l'invention présente une première partie 16 qui s'étend à partir de son extré- . mité la plus proche de la plaque mobile 4 et dont la section est inférieure à celle de l'ouverture 5 de la plaque mobile, la section de la seconde partie 17 du conduit 15 étant supérieure à celle de la première partie 16. La section de cette partie 17 du conduit est soit inférieure à la section de l'ouverture 5 de la plaque mobile 4, soit égale à cette section.
La première partie 16 du conduit interne 15 de la busette collectrice provoque l'étranglement et le freinage du jet de liquide en fusion et contribue donc à l'étranglement assuré par la mise en concordance partielle des ouvertures 3 et 5. Donc, en début de coulée, pour une perte de charge totale équivalente à celle du dispositif connu, les surfaces des ouvertures mises en concordance peuvent être plus importantes et les bords 14 susdits plus écartés l'un de l'autre, d'où usure moindre des plaques fixe et mobile, ce qui présente un avantage très important du fait qu'en plus de leur coût élevé, leur remplacement est une opération relativement longue et compliquée. Cette partie 16 du conduit interne redresse, comme montré à la figure 4, le jet de métal en fusion schématisé par la flèche 12, de sorte que ce jet, soit n'a plus d'impact sur une partie localisée de la paroi mince de la partie inférieure de la busette 10, soit que cet impact est fortement réduit.
Le redressement du jet et les parties des ouvertures 3 et 5 mises en concordance seront d'autant plus importantes, d'une part, que la section de la partie 16 du conduit est petite comparée à la section 17 dudit conduit et à la section de l'ouverture 5 et, d'autre part, que la hauteur h de cette partie 16 est importante comparée à la hauteur totale H de la busette 10.
La partie 16 est soumise, dans les conditions de service précitées de début de coulée à une usure relativement forte, si bien que la section interne du conduit 15, dans cette partie 16, augmente progressivement. Cette caractéristique est bénéfique étant donné que la résistance à l'écoulement du métal en fusion se réduit en même temps que la poche de coulée se vide et que la pression ferrostatique diminue.
Les rapports section de la partie 16/section de la partie 17 et section de l'ouverture 5 et hauteur h de la partie 16/hauteur totale H de la busette 10 seront déterminés en fonction de la durée de la coulée et de l'agressivité du métal en fusion sur les produits constituant les plaques et busette 10 (température et composition du métal).
Plus la hauteur h sera importante, moins l'usure de la partie 16 sera rapide. Cette hauteur h sera tout au plus égal au tiers de la hauteur H de la busette 10.
Comme montré à la figure 6, la busette collectrice 10 présente, à son extrémité coopérant avec la plaque 4, une surépaisseur formant un collier externe 18.
La busette 10, qui est rarement chauffée préala- .btement à la coulée du métal en fusion, est soumise en début de coulée à un choc thermique extrêmement brutal et la section sensible de la busette à ce choc est localisée à l'endroit de raccordement de la busette et de sa surépaisseur susdite. On a donc intérêt à renforcer la busette à cet endroit. L'exécution suivant l'invention réalise ce renforcement lorsque la hauteur h.de la partie 16 précitée est supérieure à la hauteur du collier.
Dans toutes les formes de réalisation du dispositif suivant l'invention illustrées aux figures 4 et 7, les ouvertures 3 et 5 des plaques 2 et 4 sont sensiblement cylindriques, le conduit interne de la busette supérieure 8 est coaxial à l'ouverture 3 de la plaque fixe et de section est sensiblement constante sur toute sa longueur et sensiblement égale à celle de l'ouverture 3, le conduit interne 15 de la busette collectrice 10 est coaxial à l'ouverture 5 de la plaque mobile 4, les parties 16 et 17 de ce conduit 15 étant sensiblement cylindriques.
Dans la forme de réalisation du dispositif montré à la figure 7, la plaque mobile 4 présente, sur sa face 11 et sur le pourtour de l'ouverture 5, une saillie annulaire 19 coaxiale à cette dernière. Cette saillie 19 est destinée à coopérer avec un évidement 20 correspondant réalisé à l'extrémité de la busette 10 à associer à la plaque mobile 4 et coaxial au conduit interne 15 de ladite busette. On dispose donc, à l'endroit d'assemblage de la busette 10 à la plaque 4, d'une surface importante qui peut être enduite du matériau destiné à constituer le joint de liaison, d'où certitude d'obtenir un joint étanche.
On pourrait notamment prévoir, dans la forme de réalisation du dispositif illustré à la figure 7, de réaliser la saillie 19 sur la busette collectrice 10 et l'évidement correspondant dans la plaque mobile 4, cette façon de faire offrant l'avantage de permettre la réversibilité de la plaque 4.