BE1012282A3 - Quenouille. - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne une quenouille monobloc dont l'étanchéité aux gaz est améliorée. En particulier, la quenouille de la présente invention comporte des moyens empêchant la tige en métal de se dévisser de l'insert métallique ancré dans le corps de matériau réfractaire lorsque la quenouille est soumise à des vibrations telles que pendant la coulée.
Description
<Desc/Clms Page number 1> Quenouille. Description. La présente invention se rapporte à une nouvelle quenouille pour réguler l'écoulement d'un métal en fusion à partir d'un groupe de coulée, par exemple d'acier ou de fonte à partir d'un répartiteur ou d'une poche de coulée et, plus particulièrement à une quenouille monobloc qui comporte des moyens pour la fixer à un mécanisme de levage et pour introduire un gaz inerte, tel que l'argon, dans le bain de métal en fusion pendant les opérations de coulée continue. Une telle quenouille et son utilisation sont bien connues de l'homme du métier, en particulier grâce aux brevets US 4,946, 083 et 5,024, 422 auxquels on se réfère. Ces documents décrivent entre autres, une quenouille monobloc pouvant être reliée à une conduite d'alimentation en gaz comprenant : a) un corps de matériau réfractaire allongé comportant un alésage positionné coaxialement par rapport au corps de la quenouille et adapté à recevoir fixement une tige de métal en vue de sa fixation à un mécanisme de levage. L'alésage axial du corps de matériau réfractaire comporte une partie élargie présentant une surface d'étanchéité annulaire espacée de l'extrémité supérieure du corps de matériau réfractaire. Les moyens de fixation de la tige en métal sont constitués d'un insert métallique ancré dans le corps de matériau réfractaire et comportent un alésage fileté interne positionné coaxialement par rapport au corps de matériau réfractaire. Ledit insert est généralement positionné entre la partie élargie et l'extrémité inférieure du corps de matériau réfractaire. En son extrémité inférieure, le corps de matériau réfractaire comporte des moyens d'introduction de gaz dans le bain de métal en fusion ; et b) une tige allongée métallique comprenant un alésage axial communiquant en sa partie inférieure avec l'alésage du corps de matériau réfractaire. La tige comporte en sa partie inférieure un filetage sur sa surface externe positionné coaxialement par rapport à son alésage axial et adapté à être vissé dans le filetage interne de l'insert métallique en sorte de fixer la tige métallique au corps de matériau réfractaire. La tige comporte également une collerette portant une surface d'étanchéité annulaire faisant face à la surface d'étanchéité annulaire de l'alésage du corps de matériau réfractaire en sorte de définir une étanchéité aux gaz. L'extrémité supérieure de la tige est adaptée à être fixée à un mécanisme de levage permettant de déplacer verticalement la quenouille à l'intérieur d'un groupe de coulée tel qu'un répartiteur. Des moyens de fixation au corps de matériau réfractaire sont généralement positionnés entre la collerette et l'extrémité inférieure de la tige en métal. La quenouille est reliée à une conduite d'alimentation en gaz, généralement, mais pas <Desc/Clms Page number 2> obligatoirement, au travers de l'extrémité supérieure de la tige. Lors de l'utilisation d'une telle quenouille, le gaz introduit est conduit vers l'alésage axial du corps de matériau réfractaire, en sa partie inférieure. Grâce aux moyens d'introduction de gaz dans le bain de métal en fusion dont dispose le corps de matériau réfractaire en sa partie inférieure, la quenouille permet l'introduction de gaz dans le bain de métal en fusion. Les surfaces d'étanchéité annulaires de la tige et du corps de matériau réfractaire se faisant face évitent d'importantes déperditions de gaz inerte ainsi que les infiltrations d'air. Pour améliorer encore cette étanchéité, on a proposé de placer un joint annulaire d'étanchéité aux gaz entre ces surfaces d'étanchéité. Le brevet US 4,946, 083 par exemple indique que lorsqu'un joint présentant une épaisseur d'environ 0,4 mm et réalisé en matériau résistant à une haute température, par exemple le graphite, est en place, l'interface entre les surfaces d'étanchéité annulaires de la tige et du corps de matériau réfractaire fournissent une étanchéité capable de résister à une pression atteignant jusqu'à 3 bars. Cette étanchéité est essentielle pour la coulée d'un métal en fusion de qualité. En premier lieu, il est nécessaire d'assurer lors de la coulée, une bonne protection contre les infiltrations d'air responsables de l'oxydation du métal en fusion. D'autre part, il est également indispensable de minimiser les pertes de gaz inerte qui induisent des surcoûts de production loin d'être négligeables. Les systèmes en usage à l'heure actuelle ne fournissent toutefois pas encore de solution totalement satisfaisante de ces deux points de vue. Poursuivant ses travaux de recherche dans ce domaine, la demanderesse a découvert que ces problèmes sont dus au fait que le joint d'étanchéité entre les surfaces d'étanchéité annulaires de la tige et du corps de matériau réfractaire se faisant face ne reste pas en compression pendant toute l'opération de coulée. On estime que cette perte de compression du joint d'étanchéité est due, au moins en partie, au fait que la tige métallique se dévisse de l'insert métallique ancré dans le corps de matériau réfractaire. En particulier, sous l'effet des vibrations auxquelles est soumise la quenouille pendant la coulée, la tige de métal peut se dévisser de l'insert métallique. Ce dévissage de la tige en métal a pour effet d'écarter les surfaces d'étanchéité annulaires de la tige et du corps de matériau réfractaire et, par voie de conséquence, de réduire la compression du joint d'étanchéité avec toutes les conséquences néfastes dont il a été question ci-dessus. Selon la présente invention, on pallie ce problème en dotant la quenouille de moyens empêchant la tige en métal de se dévisser de l'insert métallique ancré dans le corps de matériau réfractaire. La quenouille dont il est question dans la présente demande de brevet est, <Desc/Clms Page number 3> nonobstant les moyens empêchant la tige en métal de se dévisser de l'insert métallique ancré dans le corps de matériau réfractaire, substantiellement similaire à celle qui est décrite dans les brevets US 4,946, 083 et 5,024, 422 auxquels on se réfère. La présente invention concerne donc une quenouille monobloc pouvant être reliée à une conduite d'alimentation en gaz comprenant : un corps de matériau réfractaire allongé comportant i) un alésage positionné coaxialement par rapport au corps de la quenouille et adapté à recevoir fixement une tige de métal en vue de sa fixation à un mécanisme de levage, l'alésage axial du corps de matériau réfractaire comportant une partie élargie présentant une surface d'étanchéité annulaire espacée de l'extrémité supérieure du corps de matériau réfractaire ; ii) un insert métallique ancré dans le corps de matériau réfractaire et comportent un alésage fileté interne positionné coaxialement par rapport au corps de matériau réfractaire, destiné à la fixation de ladite tige en métal ; et iii) en son extrémité inférieure, des moyens d'introduction de gaz dans le bain de métal en fusion ; et une tige allongée métallique i) vissée dans le filetage interne de l'insert métallique ; ii) comprenant un alésage axial communiquant en sa partie inférieure avec l'alésage du corps de matériau réfractaire ; iii) comportant une collerette portant une surface d'étanchéité annulaire faisant face à la surface d'étanchéité annulaire du corps de matériau réfractaire en sorte de définir une étanchéité aux gaz ; et iv) adaptée en son extrémité supérieure à être fixée à un mécanisme de levage permettant de déplacer verticalement la quenouille à l'intérieur d'un groupe de coulée qui se caractérise en ce qu'elle comporte en outre des moyens empêchant la tige en métal de se dévisser de l'insert métallique ancré dans le corps de matériau réfractaire. Pour atteindre cet objectif, il est nécessaire d'empêcher la tige en métal d'effectuer un mouvement de rotation relativement à l'insert et donc relativement au corps de matériau réfractaire. La demanderesse a trouvé qu'en munissant la tige, à la hauteur de sa sortie du corps de matériau réfractaire, d'une paire de méplats parallèles et en appuyant sur ces méplats une bride à fourche reposant sur l'extrémité supérieure du corps de matériau réfractaire dont elle est solidaire, on obtenait l'effet recherché. La bride à fourche peut se présenter sous diverses formes conventionnelles bien connues de l'homme du métier qui conviennent toutes à la mise en oeuvre de l'invention. On préfère utiliser une bride à fourche dont le corps est de section substantiellement circulaire, en sorte que la bride à fourche présente une large surface de contact avec l'extrémité supérieure du corps de matériau réfractaire afin de conférer <Desc/Clms Page number 4> une rigidité accrue à l'assemblage. Dans ce cas, un écrou vissé sur la tige en métal bloque le bride en contact avec la surface de l'extrémité supérieure du corps de matériau réfractaire. La bride à fourche est réalisée en un matériau pouvant supporter les températures auxquelles sera soumise la partie supérieure de la quenouille. Un matériau adéquat est l'acier. On peut solidariser la bride à fourche avec le corps de matériau réfractaire de plusieurs manières. Selon une forme de réalisation de l'invention, la bride à fourche présente à sa périphérie un puits creusé de part en part et substantiellement perpendiculaire à sa surface en registre avec un puits de diamètre substantiellement similaire creusé dans la partie supérieure du corps de matériau réfractaire. On solidarise la bride à fourche au corps de matériau réfractaire en plaçant une goupille à travers les deux puits. Cette forme de réalisation présente toutefois le désavantage que si les puits ont été creusé avant l'assemblage, il se peut qu'ils ne soient pas exactement en registre ; dès lors, il est préférable de creuser les puits au moment de l'assemblage, par exemple au moyen d'un engin de forage. Selon une autre forme de réalisation de l'invention, la bride à fourche présente en sa partie inférieure une protubérance en registre avec une encoche de forme substantiellement similaire creusée dans la partie supérieure du corps de matériau réfractaire. Cette solution à l'avantage de requérir un minimum d'opérations au moment de l'assemblage de la quenouille. La figure 1 représente une vue fragmentaire en section transversale de l'extrémité supérieure d'une quenouille conforme à l'invention. Les figures 2 et 3 représentent des vues isométriques de deux types de bride à fourche convenant selon la présente invention. Sur La figure 1, la quenouille 1 comprend un corps de matériau réfractaire allongé 2 avec un alésage axial 3 s'étendant de son extrémité supérieure 4 vers son extrémité inférieure (non représentée). En son extrémité inférieure, le corps de matériau réfractaire est pourvu de moyens d'introduction de gaz inerte (non représentés) dans le bain de métal. Le corps de matériau réfractaire comporte en outre des moyens de fixation 5 d'une tige en métal 6. Ces moyens de fixation sont représentés sur la figure 1 par un insert métallique ancré dans le corps de matériau réfractaire 2 et comportent un alésage fileté interne positionné coaxialement par rapport au corps de matériau réfractaire. La tige en métal 6 est vissée dans le filetage interne de l'insert métallique et comporte également un alésage axial 7 qui la traverse de son extrémité supérieure 8, vers son extrémité inférieure 9. L'extrémité supérieure 8 est adaptée pour recevoir un raccord <Desc/Clms Page number 5> (non représenté) pour l'alimentation d'un gaz inerte. De plus, l'extrémité supérieure 8 de la tige est adaptée à être fixée à un mécanisme de levage (non représenté). Un gaz sous pression tel que l'argon est introduit dans l'alésage axial 3 du corps de matériau réfractaire par l'intermédiaire de la tige 6 et est conduit vers le bain de métal à travers l'extrémité inférieure du corps de matériau réfractaire. Le corps de matériau réfractaire 2 comporte une partie élargie 10 formant une surface d'étanchéité. Un ou plusieurs joints de graphite 11 (et 11') reposent sur cette surface d'étanchéité et évitent ainsi les infiltrations d'air ou les pertes de gaz inerte. La tige en métal 6 comporte une collerette 12 portant une surface d'étanchéité annulaire faisant face à la surface d'étanchéité annulaire 10 de l'alésage du corps de matériau réfractaire en sorte de définir une étanchéité aux gaz. La tige 6 est également pourvue d'une paire de méplats 13 parallèles à la hauteur de l'extrémité supérieure 4 du corps de matériau réfractaire. La quenouille 1 comprend également une bride à fourche 13 reposant à l'extrémité supérieure 4 du corps de matériau réfractaire 2 et s'appuyant sur les méplats 13 de la tige en sorte que la tige 6 ne puisse effectuer de mouvement de rotation autour de son axe central indépendamment de la bride à fourche 13. La bride à fourche 13 présente un puits 15 la traversant de part en part aux environs de sa périphérie. L'extrémité supérieure 4 du corps de matériau réfractaire 2 présente également un puits 16 en registre avec le puits 15 de la bride 13. Pour solidariser la bride 13 au corps de matériau réfractaire 2, on a introduit une goupille 17 dans les puits 15 et 16. Un écrou 18 bloque la bride 13 en contact avec l'extrémité supérieure 4 du corps de matériau réfractaire en sorte de conférer une rigidité accrue à l'assemblage. La figure 2 représente une bride à fourche 13, dont le corps est de section circulaire, présentant un puits 15 la traversant de part en part aux environs de sa périphérie et destiné à recevoir une goupille (non représentée). La figure 3 représente une bride à fourche 13, dont le corps est de section circulaire, présentant à sa surface inférieure une protubérance 19 destinée à entrer dans une encoche de forme substantiellement similaire creusée dans la partie supérieure du corps de matériau réfractaire. Selon une forme particulière de réalisation de l'invention, la quenouille comporte également des moyens de maintien de la compression du joint d'étanchéité en contact avec la surface d'étanchéité annulaire du corps de matériau réfractaire tels qu'ils sont décrits dans notre demande de brevet belge déposée le même jour que la présente demande de brevet. Dans le cas où l'on utilise un manchon en tant que moyen de maintien de la compression du joint d'étanchéité, la collerette de la tige en métal peut être omise : dans ce cas également, la bride à fourche peut jouer avantageusement le rôle de moyen de blocage et remplacer la rondelle. <Desc/Clms Page number 6> Selon une forme particulière de réalisation de l'invention, le corps de matériau réfractaire de la quenouille est constitué au moins partiellement d'un matériau réfractaire relativement imperméable aux gaz. Tout particulièrement, le corps de matériau réfractaire est constitué d'au moins deux matériaux réfractaires différents, une première partie constituée d'un mélange relativement imperméable aux gaz enveloppant substantiellement la région dans laquelle est positionné le joint d'étanchéité et une deuxième partie constituée d'un matériau réfractaire résistant à la corrosion par les métaux en fusion.
Claims (7)
1. Quenouille monobloc pouvant être reliée à une conduite d'alimentation en gaz comprenant : a) un corps de matériau réfractaire allongé comportant i) un alésage positionné coaxialement par rapport au corps de la quenouille et adapté à recevoir fixement une tige de métal en vue de sa fixation à un mécanisme de levage, l'alésage axial du corps de matériau réfractaire comportant une partie élargie présentant une surface d'étanchéité annulaire espacée de l'extrémité supérieure du corps de matériau réfractaire ; ii) un insert métallique ancré dans le corps de matériau réfractaire et comportant un alésage fileté interne positionné coaxialement par rapport au corps de matériau réfractaire, destiné à la fixation de ladite tige en métal ; et iii) en son extrémité inférieure, des moyens d'introduction de gaz dans le bain de métal en fusion ;
et b) une tige allongée métallique i) vissée dans le filetage interne de l'insert métallique ; ii) comprenant un alésage axial communiquant en sa partie inférieure avec l'alésage du corps de matériau réfractaire ; iii) comportant une collerette portant une surface d'étanchéité annulaire faisant face à la surface d'étanchéité annulaire du corps de matériau réfractaire en sorte de définir une étanchéité aux gaz ; et iv) adaptée en son extrémité supérieure à être fixée à un mécanisme de levage permettant de déplacer verticalement la quenouille à l'intérieur d'un groupe de coulée ; caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens empêchant la tige en métal de se dévisser de l'insert métallique ancré dans le corps de matériau réfractaire.
2. Quenouille selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tige en métal est munie à la hauteur de sa sortie du corps de matériau réfractaire, d'une paire de méplats parallèles, en ce que la quenouille comprend également une bride à fourche appuyée sur lesdits méplats et reposant sur l'extrémité supérieure du corps de matériau réfractaire et en ce que la bride à fourche est liée fixement au corps de matériau réfractaire.
3. Quenouille selon la revendication 2, caractérisée en ce que la bride à fourche possède un corps de section substantiellement circulaire.
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4. Quenouille selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que la bride à fourche est constituée d'acier.
5. Quenouille selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que la bride à fourche présente à sa périphérie un puits creusé de part en part et substantiellement perpendiculaire à sa surface en registre avec un puits de diamètre substantiellement similaire creusé dans la partie supérieure du corps de matériau réfractaire et en ce qu'une goupille est placée à travers les deux puits.
6. Quenouille selon la revendication 5, caractérisée en ce que les puits ont été forés au moment de l'assemblage de la quenouille.
7. Quenouille selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que la bride à fourche présente en sa partie inférieure une protubérance destinée à être placée en registre avec une encoche de forme substantiellement similaire creusée dans la partie supérieure du corps de matériau réfractaire.
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| DE4112177A1 (de) * | 1991-04-13 | 1992-10-15 | Didier Werke Ag | Einrichtung zum halten eines stopfens |
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