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"Perfectionnements aux têtes calorifuges des lin- gotières"
La présente invention se rapporte aux têtes calorifuges amovibles des lingotières, ces têtes permettant d'isoler la partie supérieure du lingot afin de retarder la dissipation de la chaleur, ce qui a pour effet de maintenir pendant un certain temps une masse de métal fondu à la partie supérieu- re du lingot, masse de métal qui descend pour remplit les cavités qui se produisent au centre du lingot par le retrait du métal au moment où le lingot se refroidit.
La présente invention se rapporte plus particulièrement à une tête calorifuge comprenant une boîte métallique munie d'une feuille non susceptible de griller ou tout au moins de griller lentement, cette feuille recouvrant les parois intérieures de la tête calorifuge et le bord inférieur de la boîte
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et s'étendant extérieurement jusqu'à la paroi de la lingotière, ladite feuille étant organisée de manière qu'elle frotte contre les parois de la lingotière lorsque la tête calorifuge est abais- sée et introduite dans ladite lingotière.
L'invention a pour objet une pièce frot- tant contre les parois de la lingotière et montée sur la tête calorifuge près du fond de cette tête afin d'éviter que le métal chaud ne s'échappe vers le haut dans l'espace annulaire compris entre la tête calorifuge et la paroi de la lingotière lorsque ladite tête est abaissée dans la lingotière.
L'invention vise également à protéger l'extrémité inférieure de la boîte précitée contre le métal chaud du lingot, cette protection étant obtenue de préférence par la même feuille de matiè- re que celle qui frotte contre les parois intérieu- res de la lingotière. L'invention se rapporte également à un dispositif permettant de faire sup- porter par la boîte précitée la feuille de matière servant au revêtement et frottant contre les parois de la lingotière, le dispositif en question étant organisé de telle manière qu'il disparaît lorsque la tête calorifuge est retirée du lingot; cette bande ou feuille constitue ainsi un élément de séparation disposé entre le lingot et la tête calorifuge; il reste en arrière lorsque la tête calorifuge est retirée du lingot.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans la descrip-' tion qui va suivre et qui se rapporte à certains modes de réalisation de l'invention; cette description sera faite avec références au dessin annexé, qui repré-
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sente les modes de réalisation en question.
Sur ce dessin :
La fig, 1 est une vue en élévation d'une tête calorifuge sensiblement rectangulaire et établie conformément à l'invention;
Les fig. 2 à 9 sont des coupes verticales partielles de différents modes de réalisation des bandes frottant contre les parois de la lingotière; La fig, 10 est une vue en plan par dessus d'une partie de la bande précitée représentée sur la fig. 8 telle qu'elle est appliquée lorsqu'elle est utilisée sur une tête calorifuge ayant la forme géné- rale montrée sur la fig. 1;
La fig. 11 est une coupe par 11-11 de la fig, 10;
La fig, 12 est une vue en plan d'une bande analogue adaptée pour être utilisée en coopération avec une tête calorifuge destinée à être appliquée à une lingotière cannelée à section circulaire,-
La fig. 13 est une coupe par 13-13 de la fige 12,
Sur la fig, 1, on a représenté une boîte métallique formée de deux éléments 10, comportant chacun une partie latérale et les angles de la boîte en question, et de deux éléments 11 placés entre les éléments 10 et constituant deux côtés opposés de la boîte. Les éléments 10 et 11 sont pourvus, le long des parties supérieures de leurs bords de contact, de rebords ou pattes 13 destinés à recevoir des boulôns 13 ou des organes analogues au moyen desquels les élé- ments constituant la boîte peuvent être fixes ferme- ment lesuns aux autres.
Lesrebords 12 s'étendent
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vers le bas sur une partie seulement des côtés de la boîte; au-dessous, la partie inférieure de la boîte est lisse et a un contour rectangulaire afin qu'elle puisse pénétrer dans l'ouverture de la lin- gotière. Sur les côtés opposés de la boîte précitée sont prévus des tourillons 14 au moyen desquels peut être suspendue la boîte en question.
L'organisation intérieure de ce mode de réalisation de l'invention est représentée sur la fig. 8. Si l'on se réfère à cette figure, on verra que la boîte précitée comporte le long de son bord inférieur un rebord 15 qui s'étend vers l'intérieur.
Ce rebord s'étend sur tout le périmètre interne de la boîte; il supporte les pièces 16 de revêtement intérieur qui sont de préférence en matière réfrac- taire et qui sont organisées de manière à s'emboîter les unes dans les autres afin qu'elles puissent être maintenues en place avec ou sans ciment. Un petit espace 17 est ménagé entre la boîte et le revêtement intérieur si on le désire, cet espace étant prévu pour l'isolement, si cela est nécessaire. Afin que la surface inférieure et que le bord intérieur du rebord 15 soient séparés du métal fondu, on prévoit un revêtement inférieur constitué par des blocs 18 qui présentent des échancrures destinées à recevoir le rebord 15. Les blocs en question viennent pat conséquent rencontrer la surface du bord inférieur des pièces de revêtement 16.
Les blocs 18 sont re- tenus dans la boîte 11 au moyen d'organes de fixa- tion constitués de telle façon qu'ils disparaissent lorsque la tête calorifuge est séparée du lingot. A cet effet, on peut utiliser, comne c'est le cas dans l'exemple représenté sur la fig. 8, un fil métalli- que 19 traversant les orifices 20 et 21 pratiqués dans @
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la boîte 11 et dans le bloc 18, ce fil métallique étant recourbé vers le bas le long de la surface extérieure de la tête calorifuge et ses extrémités étant tordues ensemble au-dessous du bloc 18.
La boîte 10-11 est pourvue le long de son bord inférieur et extérieur d'une échancrure étroite
22 ayant des dimensions suffisantes pour recevoir une bande métallique 23 représentée en plan et en coupe respectivement sur les fig, 10 et 11. Cette bande est de préférence faite en quatre parties dans le cas d'une tête calorifuge de forme rectangulaire.
Le bord extérieur de la bande 23 s'étend assez loin de la boîte précitée de la tête calorifuge pour ve- nir en contact avec la paroi 24 de la lingotière lorsque la tête calorifuge est abaissée à l'intérieur de ladite lingotière; afin qu'on puisse utiliser avec le plus grand avantage la flexibilité de cette bande, elle est de préférence recourbée vers le haut, comme on l'a représenté sur les fig. 8 et 11. Au point où le fil métallique 19 vient rencon- trer la bande 23, cette dernière peut être échancrée, comme on l'a représenté en 25 sur la fig. 10.
La paroi 24 de la lingotière est généralement inclinéé de telle façon que la section de la lingotière aille en se rétrécissant vers le bas ; en résulte que la dimension intérieure de la partie de la lin- gotière qui est en contact avec la bande 23 varie au fur et à mesure que la tête calorifuge est intro- duite dans ladite lingotière. Pour des raisons pratiques, il est toutefois désirable que cette dimension varie entre certaines limites. La matière dont est formée la bande 23 ayant une certaine fle- xibilité, cette bande peut s'adapter à la forme
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intérieure de la lingotière, contre les parois de celle-ci et constitue ainsi un joint étanche pour toutes les positions que peut occuper verticalement la tête calorifuge dans la lingotière.
Lorsqu'on utilise ce mode de réalisation de l'invention, après que le revêtement 16 a été recouvert d'un enduit convenable afin d'obtenir une séparation satisfaisante, la tête calorifuge est introduite dans la lingotière à une profondeur déter- minée; elle est alors supportée temporairement par la lingotière d'une manière bien connue. Le métal fondu est versé à travers la tête calorifuge jusqu'à ce qu'il ait rempli la lingotière et soit monté à une hauteur déterminée à l'intérieur de la tête ca- lorifuge; à la suite de cette coulée, le métal s'é- coule dans l'espace étroit qui entoure la tête calo- rifuga au-dessous de la bande 23, cet écoulement du métal étant limité par ladite bande.
Cette masse annulaire de métal se solidifie très rapidement et elle agit alors elle-même, en même temps que la bande 23, pour arrêter la montée ultérieure du métal dans l'espace annulaire compris entre la lingotière et la tête calorifuge. En outrep la bande métallique qui est en contact à la fois avec les parois de la lin- gotière et avec la base de la tête calorifuge dissipe rapidement la chaleur qui vient du métal fondu ; elle agit ainsi pour refroidir le métal du lingot dans la partie qui lui est directement adjacente. Après que le lingot a été suffisamment refroidi l'opérateur fait saisir les tourillons 14 par un appareil de le- vade convenable et soulève la tête calorifuge pour la séparer du lingot.
Les blocs 18 tendent à rester accrochés au lingot et cette adhérence étant plus
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forte que la résistance des fils 19, ces derniers se brisent et sont tirés hors des trous 20 pratiqués dans la boîte 10-11 ; lesblocs 18 restent ainsi sur le lingot. Il est évident que les blocs 18 qui forment la partie inférieure du revêtement de la tête calorifuge sont destinés à n'être utilisés comne qu'une seule fois, mais/ces blocs sont relativement petits, la dépense pour chaque lingot est assez faible, les pièces de revêtement 16 étant semi- permanentes.
Sur les fig., 12 et 13, on a représenté une bande 26 frottant contre les parois intérieures de la lingotière et d'un type analogue à celui de la bande qui a été décrite ci-dessus. Mais dans ce cas, la bande 26 est destinée à être montée sur une tête calorifuge ronde utilisée en connexion avec une lingotière ronde à parois intérieures cannelées.
Les saillies arrondies 27 de la bande 26 sont con- formées de telle façon qu'elles correspondent aux cannelures intérieures de la lingotière. Lorsqu'on utilise une tête calorifuge de cette forme, il est préférable de réaliser la bande 26 en trois pièces.
Dans le mode de réalisation de l'invention représenté sur la fig. 2, la boite métallique 28 est munie d'un rebord intérieur 29 séparé du fond de la boîte; ce rebord supporte un revêtement 30 en matière réfractaire ou en toute autre matière conve- nable. Au-dessous de ce revêtement est montée, au moyen de goujons 31 destinés à disparaître lorsque la chaleur du métal fondu leur est appliquée, une bande 32 provenant d'une matière en feuille (par exemple de métal en feuille) constituant la combi- naison d'un revêtement inférieur et d'un organe frot-
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tant contre les parois intérieures de la lingotière.
Cette bande comporte un rebord retourné 32' à son bord supérieur, qui vient en contact avec le bord inférieur du revêtement 30. Lorsque la tête calo- rifuge est séparée du lingot, la bande 32 reste avec celui-ci; par conséquent une nouvelle bande doit être montée sur la tête calorifuge avant qu'elle soit de nouveau tuil utilisée.
Sur la fig. 3, on a représenté une boîte 33 dont le bord inférieur 34 est arrondi sur ses bords inférieur et intérieur. Une matière en f euille 35 non susceptible de griller ou en tout cas sus- ceptible seulement de griller extrêmement lentement s'étend sur la surface arrondie du rebord 34 et remonte le long de la paroi intérieure de la tête calorifuge jusqu'au bord supérieur de celle-ci; à cet endroit la feuille 35 est munie de pattes 36 qui peuvent être rabattues sur le bord supérieur de la tête calorifuge afin que ladite 'feuille 35 soit bien maintenue en place; de préférence la matière qui forme la feuille 35 est métallique. On peut interposer entre la boîte 33 et la feuille 35 une matière réfractaire 37 ou autre matière isolan- te, bien que cela ne soit pas absolument essentiel .
Lorsque la. tête calorifuge est séparée du lingot, toute la feuille 35 reste adhérente à celui-ci; l'effort de soulèvement appliqué à la tête calo- rifuge oblige les pattes 36 à se recourber vers le haut pour laisser passer ladite tête. Dans ce cas, la feuille 35 sert de pièce temporaire de revête- ment intérieur et inférieur en mêrne tempsqu'elle sert d'organe frottant contre les parois intérieu- res de la lingotière. Cette double fonction se
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retrouve dans plusieurs des variantes qui vont être décrites ci-dessous.
Dans le mode de réalisation de l'invention représenté sur la fig. 4, la boîte métalliaue 38 présente un rebord interne 39 qui est protégé par une bande 40 qui sert de revêtement et qui frotte contre les parois intérieures de la lingotière; cette bande 40 présente des pattes 41 qui sont destinées à être redressées ou à être brisées lorsque la tête calori- fuge est séparée du lingot.
Bien que dans ce mode de réalisation on puisse utiliser des pièces de revêtement supérieur en matière réfractaire, comme dans le cas des figé 2 et 3, il est préférable d'uti- liser un manchon 42 en métal ou en une autre matière non susceptible de griller ou en tout cas suscepti- ble seulement de griller lentement; ce manchon 42 se trouve à une distance assez grande de la paroi de la boîte 38 ; remplit alors l'espace qui existe entre cette boîte et ce manchon d'une matière isolante 43 librement disposée. Lorsqu'on utilise du métal pour le manchon 42, il est préférable d'utiliser une pièce moulée trempée; la surface qui est en contact avec l'acier fondu peut être imprégnée de chrome ou d'une autre substance tendant à rendre cette surface lisse et dure.
Sur la fig. 5 la boîte 44 est une boîte métallique dont le fond est fixé à un rebord 45 amo- vible et remplaçable. Ce rebord peut être monté au moyen de chevilles 46 qui traversent des trous lisses pratiqués dans la boîte 44 et qui sont vissées dans des ouvertures taraudées formées dans le rebord 45.
Ce dernier supporte un revêtement suprieur 47. Afin de former une surface de séparation, on recouvre le
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rebord 45 sur sa partie inférieure et intérieure d'un enduit 48 approprie. La combinaison formée par la bande de séparation et par une bande 49 (formée à partir d'une matière en feuille) frottant contre les parois, de la lingotière est fixée au rebord 45 au moyen de clous 50 enfoncés à travers la bande dans des tampons 51 en bois ou en matière analogue qui sont placés dans des échancrures séparées pratiquées dans le rebord 45; lorsque la tête calorifuge est séparée du lingot, les clous 50 sortent des: tampons 51 et la bande 49 est laissée sur le lingot.
Avant cha,que coulée de nouveaux tampons 51 sont placés dans des échancrures correspndantes. En outre, un nouvel enduit 48 est appliqué sur le rebord 45 et une nou- velle bande 49 est clouée sur le même rebord;
Dans le mode de réalisation représenté sur la fig. 6, on utilise une boîte 52 présentant un re- bord 53 qui comporte le long de son arête supérieure et intérieure une échancrure destinée à recevoir un rebord ou des pattes 54 d'une combinaison constituée par une bande 55 qui forme revêtement et qui frotte contre les parois intérieures de la lingotière. Des pièces supérieures de revêtement 56 reposent sur les rebords 53 et sur les rebords 54. La bande 55 reste sur le lingot lorsque la tête calorifuge est séparée de celui-ci, les pattes ou le rebord 54 étant brisés au cours de cette opération.
La liaison entre la partie principale de la feuille ou bande 55 et le re- bord 53 peut être affaiblie afin de faciliter cette rupture; ou bien on peut séparer la bande 55 de la tête calorifuge en tirant simplement les pattes ou le rebord 54 de l'échancrure pratiquée dans le rebord 53. Afin d'éviter une soudure possible de la feuille 55 et du rebord 53 sous l'influence du métal fondu,
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rebord est recouvert d'un enduit 48' de sépara- tion qui permet une bonne séparation lorsque la tête calorifuge est séparée du lingot.
Sur la fig. 7, la boîte 57 comporte un rebord 58 faisant corps avec ladite boîte. Ce rebord supporte le revêtement intérieur 59 en ma- tière réfractaire; ce revêtement présente une partie tombante 60 qui couvre la surface intérieure du rebord 58. Des tampons de bois 61 sont prévus dans le rebord 58 comme dans le cas de la fig. 5; une bande 63 de revêtement et de frottement contre les parois intérieures de la lingotière est fixée à ces tampons par des clous 62 ; bande 63 ne recouvre pas simplement le bord 58, mais également les extré- mités inférieures du revêtement 59. La bande 63 se sépare de la tête calorifuge lorsque celle-ci est retirée de la lingotière de la même façon que dans le cas du mode de réalisation représenté sur la fig. 7.
La variante représentée sur la fig. 9 comporte une boîte 64 munie d'un rebord 65 s'éten- dant vers l'intérieur et à une petite distance au- dessus du fond de la boîte.. Ce rebord supporte les éléments 66 de revêtement supérieur. Des blocs 67 en matière réfractaire et ayant une forme irré- gulière sont fixés à la boîte 64 au moyen de gou- jons amovibles 68 qui sont vissés dans la boite.
Une bande 69 servant à la fois de revêtement infé- rieur et de pièce de frottement contre les parois intérieures de la lingotière, bande qui est sem- blable à la bande 32 de la fige 2, est mise en pla- ce et y est maintenue au moyen de pattes 70 qui
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s'étendent entre les blocs 66 et 67. Ces pattes se séparent ou sont arrachées lorsque la tête calorifuge est retirée de la lingotière, la bande 69 restant en arrière.
Afin d'obtenir une bonne séparation des éléments, toute la surface intérieure et inférieure de la tête calorifuge peut être recouverte d'un en- duit convenable; cet enduit peut être appliqué, si on le désire, à la tête calorifuge seulement au-dessas du revêtement supérieur. En outre, comne on l'a indiqué précédemment, un tel enduit peut être utilisé: entre le rebord inférieur de la boîte et la feuille recouvrant ce bord afin que ces éléments puissent se séparer facilement l'un de l'autre, lorsque la tête calorifuge est séparée du lingot.
Il est évident que des modifications pour- raient être apportées aux dispositifs décrits ci- dessus à titre d'exemples, sans que l'on s'écarte pour cela de la présente invention.