[0001] La présente invention concerne un dispositif de trou de coulée destiné à la coulée
de matières métalliques ou non métalliques en fusion, lequel dispositif présente une
ouverture variable tel que défini dans le préambule de la revendication 1.
[0002] 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 géométrie du jet de
coulée est nécessairement affectée par les changements 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.
[0003] Le brevet FR-A-1 478 920 décrit un dispositif de coulée pour métal liquide comportant
une vanne rotative présentant une surface cylindrique convexe qui peut glisser le
long d'un évidement partiellement cylindrique.
[0004] Dans l'industrie de fabrication du verre ou d'autres substances à base de matières
non métalliques comportant une fusion des matières et une coûtée, on se trouve essentiellement
devant les mêmes problèmes que dans le cas de la coulée des métaux. Il est vrai qu'on
a proposé des équipements de trou de coulée plus perfectionnés 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 épaisses de matière solidifiée, en prévoyant un réglage de la température
dudit canal. Un tel équipement, comme il est décrit p. ex. dans le brevet 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 d'inhomogénéités du dépôt.
[0005] Il est connu (voir notamment les documents DE-B-1 120 226 et US-A-2 029 105) de réaliser
des étrangleurs dans des tubes en utilisant deux cylindres à axes parallèles et mobiles
autour de leurs axes respectifs, ayant une ligne de contact commune. Les deux cylindres
comportent des rainures à section variable qui s'étendent le long de leur circonférence.
[0006] Le but de la présente invention est de proposer un dispositif de trou de coulée,
comportant deux cylindres à axes parallèles munis de rainures, permettant le démarrage,
le réglage précis du débit et l'arrêt de la coulée de métaux liquides et de matières
non métalliques en fusion, en assurant à tout moment des conditions géométriques identiques
à la sortie du trou de coulée.
[0007] Ce but est atteint par le dispositif suivant l'invention qui est caractérisé en ce
qu'il comporte des moyens permettant d'étanchéiser les cylindres l'un par rapport
à l'autre ainsi que des moyens de fixation et d'étanchéisation par rapport au récipient
renfermant la matière liquide.
[0008] 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.
[0009] 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 aux 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.
[0010] 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.
[0011] 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.
[0012] L'avantage principal du dispositif suivant l'invention réside évidemment 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 l'axe de l'orifice ne se déplace pas.
[0013] Une représentation visuelle du dispositif suivant l'invention et de son principe,
est fournie par la voie des dessins où
la figure 1 montre une vue en perspective de deux cylindres dotés chacun d'une rainure
pseudo-elliptique ; les figures 1A, 18, 1C et 1D montrant des coupes longitudinales
et transversales des mêmes cylindres en positions différentes
la figure 2 représente une vue en perspective de deux cylindres où les rainures présentent
un fond droit ; les figures 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 figure 3 montre de manière schématique une coupe longitudinale et une coupe transversale
d'une forme d'exécution possible du dispositif suivant l'invention.
[0014] En figure 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'ouverture circonscrite par le profil
des rainures superposées. Ainsi la position représentée en figure 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 figure 1B. En continuant ce mouvement, on aboutit à l'ouverture
encore plus restreinte 03 de la figure 1C et finalement à l'obturation totale du trou
de coulée, comme le montre la figure 1D.
[0015] La figure 2 représente essentiellement les mêmes cylindres que ceux montrés en figure
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 figures
2A, 2B et 2C. Or, il est facile de voir en figure 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 figure 2B résulte en une ouverture de profil elliptique ou oval.
[0016] La figure 2C montre la position de fermeture du trou de coulée. A noter que les flèches
qui apparaissent dans les figures 1A, B, C, et 2A, B, C indiquent le sens du flux
des matières à couler.
[0017] En figure 3 il est représenté de manière 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 reconnaît les moyens de fixation 1 et
2 du bloc 3 qui fait office de palier pour les deux cylindres.
[0018] 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 reconnaît également les moyens
de pression 4 qui peuvent être p. ex. des vis de serrage.
[0019] 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.
[0020] Dans le cas de la coulée de matières non métalliques il est utile de doter les cylindres
métalliques d'un système de refroidissement à l'eau, en prévoyant des canaux 6 destinés
à véhiculer l'eau de refroidissement.
1. Dispositif de trou de coulée destiné à la coulée de matières métalliques ou non
métalliques en fusion, lequel dispositif comporte deux cylindres (A, B) à axes parallèles,
avec une ligne de contact commune et mobiles en contresens l'un par rapport à l'autre
autour de leurs axes respectifs, où chacun des cylindres (A, B) comporte une rainure
(10) à section variable qui s'étendent chacune le long d'une partie de la circonférence
du cylindre, et où les cylindres sont disposés l'un vis-à-vis de l'autre de manière
à ce que les deux rainures (10) forment une ouverture symétrique par rapport à la
génératrice de contact desdits cylindres, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens
permettant d'étanchéiser les cylindres l'un par rapport à l'autre ainsi que des moyens
de fixation (1 et 2) et d'étanchéisation par rapport au récipient renfermant la matière
liquide.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéisation
sont constitués par des vis de serrage.
3. Dispositif selon une des revendications 1 où 2, caractérisé en ce que les moyens
d'étanchéisa- tion sont constitués par une imbrication d'un des cylindres dans l'autre.
4. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les cylindres sont
exécutés en une matière réfractaire.
5. Dispositif suivant la revendication 1, 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.
6. Dispositif suivant une des revendications 1-5, caractérisé en ce que les deux cylindres
comportent des rainures dont la section varie le long de leur circonférence de manière
à passer par un maximum.
7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les rainures présentent
un profil pseudo-elliptique.
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.
2. Taphole device according to claim 1, characterized in that the sealing means are
pressure screws.
3. Taphole device according to one of the claims 1 or 2, characterized in that the
sealing means are constituted by an imbrication of the cylinders with respect to one
another.
4. Taphole device according to claim 1, characterized in that the cylinders are made
of refractory material.
5. Taphole device according to claim 1, characterized in that the cylinders are made
of metal and include channels (6) which are connected to a water cooling system.
6. Taphole device according to one of the claims 1-5, characterized in that the two
cylinders have grooves with a varying cross section along their circumference so that
the cross section passes through a maximum.
7. Taphole device according to claim 6, characterized in that the grooves have a pseudo-elliptical
profile.
1. Stichloch-Anordnung zum Giessen von feuerflüssigem metallischen oder nicht metallischen
Material, welche zwei Zylinder (A, B) mit parallelen Achsen und einer gemeinsamen
Kontakt-Linie begreift, wobei die Zylinder in entgegengestellter Richtung um ihre
Achsen beweglich sind und jeder Zylinder (A, B) eine Nut (10) mit änderndem Querschnitt,
welche sich jede längs eines Teils des Zylinderumfangs erstreckt, aufweist und die
Zylinder derart einander gegenüber angeordnet sind, dass die zwei Nuten (10) eine
symmetrische Oeffnung relativ zu der Berührungs-Linie besagter Zylinder bilden, dadurch
gekennzeichnet, dass die Anordnung Mittel zum Abdichten der Zylinder einander gegenüber
sowie Befestigungs- (1 und 2) und Abdichtungs-Mittel gegenüber dem Gefäss, welches
das feuerflüssige Material enthält, aufweist.
2. Stichloch-Anordnung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtungs-Mittel
aus Spannschrauben bestehen.
3. Stichloch-Anordnung gemäss einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Abdichtungs-Mittel durch ein Ineinanderfügen der Zylinder dargestellt sind.
4. Stichloch-Anordnung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder
aus feuerfestem Material hergestellt sind.
5. Stichloch-Anordnung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder
aus Metall hergestellt sind und Kanäle (6) besitzen, die an ein Wasserkühlsystem angeschlossen
sind.
6. Stichloch-Anordnung gemäss einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass
beide Zylinder längs ihres Umfanges Nuten mit änderndem Querschnitt besitzen und zwar
derart, dass der Querschnitt ein Maximum überschreitet.
7. Stichloch-Anordnung gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten ein
pseudo-elliptisches Profil besitzen.