(19)
(11) EP 0 078 760 B1

(12) FASCICULE DE BREVET EUROPEEN

(45) Mention de la délivrance du brevet:
02.01.1986  Bulletin  1986/01

(21) Numéro de dépôt: 82630073.3

(22) Date de dépôt:  22.07.1982
(51) Int. Cl.4B22D 41/08, B22D 37/00, F16K 5/12

(54)

Dispositif de trou de coulée à ouverture variable

Veränderbare Giessöffnung

Variable gate


(84) Etats contractants désignés:
AT BE CH DE FR GB IT LI NL SE

(30) Priorité: 04.11.1981 LU 83734

(43) Date de publication de la demande:
11.05.1983  Bulletin  1983/19

(71) Demandeur: ARBED S.A.
L-2930 Luxembourg (LU)

(72) Inventeurs:
  • Mathgen, Georges
    L-1221 Luxembourg (LU)
  • Pruem, Charles
    L-3490 Dudelange (LU)
  • Scherer, Robert
    L-1660 Luxembourg (LU)
  • Leick, Roger
    L-6989 Hostert (LU)
  • Heintz, Carlo
    L-2154 Luxembourg (LU)

(74) Mandataire: Neyen, René 
ARBED-Recherches Service de la Propriété Industrielle route de Luxembourg 66
L-4221 Esch-sur-Alzette
L-4221 Esch-sur-Alzette (LU)


(56) Documents cités: : 
   
       
    Il est rappelé que: Dans un délai de neuf mois à compter de la date de publication de la mention de la délivrance de brevet européen, toute personne peut faire opposition au brevet européen délivré, auprès de l'Office européen des brevets. L'opposition doit être formée par écrit et motivée. Elle n'est réputée formée qu'après paiement de la taxe d'opposition. (Art. 99(1) Convention sur le brevet européen).


    Description


    [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.


    Revendications

    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.
     


    Claims

    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.
     


    Ansprüche

    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.
     




    Dessins