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EP1133372B1 - Cuve de traitement de metal liquide basculante et son dispositif de liaison etanche avec une goulotte fixe - Google Patents

Cuve de traitement de metal liquide basculante et son dispositif de liaison etanche avec une goulotte fixe Download PDF

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Publication number
EP1133372B1
EP1133372B1 EP99949050A EP99949050A EP1133372B1 EP 1133372 B1 EP1133372 B1 EP 1133372B1 EP 99949050 A EP99949050 A EP 99949050A EP 99949050 A EP99949050 A EP 99949050A EP 1133372 B1 EP1133372 B1 EP 1133372B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
liquid metal
axis
fixed
vessel
flanges
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP99949050A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1133372A1 (fr
Inventor
Jacques Griffon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Novelis Inc Canada
Original Assignee
Pechiney Rhenalu SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pechiney Rhenalu SAS filed Critical Pechiney Rhenalu SAS
Publication of EP1133372A1 publication Critical patent/EP1133372A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1133372B1 publication Critical patent/EP1133372B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50—Pouring-nozzles
    • B22D41/502—Connection arrangements; Sealing means therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/04—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like tiltable

Definitions

  • the invention relates to a tilting tank for the treatment of liquid metal, typically for gas treatment or filtration of aluminum or liquid magnesium or their alloys, and its sealed assembly device with fixed chutes serving to feed or evacuate said liquid metal from the tank.
  • a liquid metal tank used for its treatment by gases or for its filtration or simply at its standby storage has a capacity generally not exceeding 3 tonnes and includes liquid metal feed and output devices. Says it liquid metal enters and leaves the tank continuously, however it is regularly necessary to partially or completely drain the latter by tilting around a horizontal axis at an angle typically between 30 ° and 90 °. In more than that, the tank can be fitted with a special drain hole located in its lower part.
  • the liquid metal outlet device comprises an orifice, or tap hole, drilled usually at the top of one of the walls of the tank, extended by a pouring spout pouring the liquid metal into a fixed discharge chute.
  • the device supply of liquid metal from a fixed chute is generally the same so.
  • the tank is a rectangular parallelepiped and the tilting axis parallel to its great length. It is essential that the articulated connection between the spout integral with the tank and the fixed chute remains tight against liquid metal at high temperature, despite repeated heating and cooling cycles of installation.
  • the tank equipped with such an arrangement When tilted, the tank equipped with such an arrangement has a large footprint, especially when the tilt angle is 90 °, this space being due to the fact that the tilting axis passes at the end of the spout.
  • metal can freeze in the articulated device, in particular between the knee, beak and chute, which complicates and particularly annoys the maintenance or dismantling operations.
  • Such a device can only be used for small tilt angles due to the fact that the braid is driven as soon as the tilt angle becomes a little important. Thus, this device is not applicable to treatment tanks, in especially those who tilt with large angles.
  • it is difficult to obtain a good seal because said two parts embedded one inside the other are expand differently diametrically, that the troughs easily deform during the many thermal cycles that they undergo and that the clamping force of the braid is not adjustable.
  • the plaintiff has thus sought to avoid the above drawbacks and to point a tilting treatment tank of reduced tilting size and having simultaneously an articulated connection device, between the spout integral with the tank and the fixed chute, perfectly watertight while being simple in design and of use (adjustment, maintenance, disassembly, cleaning) and without the said device could be the cause of freezing (solidification) of liquid metal.
  • the invention is a liquid metal treatment tank tilting around an axis, fed by a fixed chute and discharging said liquid metal into a fixed chute evacuation, said tank comprising at least one through hole for feeding, removing or emptying the liquid metal practiced in one of its walls and extended by a so-called movable spout secured to the tank, characterized in that at least the axis of the fixed discharge chute coincides with the tilting axis.
  • the axis of the feed chute is also coincident with the axis tipping. It is particularly advantageous to practice this arrangement for tanks tilting at an angle greater than 30 ° and up to 90 °.
  • the tank is at least approximately rectangular parallelepiped, its walls which may have a slight draft, and the tilt axis is parallel to its great length, that is to say parallel to the large walls and perpendicular to the small.
  • Said tilting axis preferably passes through an upper angle of said small walls; in this case it is confused not only with the axes of the fixed chutes and mobile pouring or feeding spouts but also with those of the casting or feeding. But it can very well be located in another place of the tank or even deported outside the tank; in this case it is still confused with axes of fixed chutes and movable spouts.
  • the ends of the movable spouts and the fixed section trunks circular straight, aligned on the tilt axis are connected by a link articulated in rotation around said axis, tight against liquid metal, capable of rotate at an angle greater than 30 ° and up to 90 ° without losing its seal and thus allowing the tank to be partially or totally drained.
  • the movable spout and the fixed chute being in the extension of each other so that the bearing surfaces of the facing joints correspond perfectly, it is advantageous to have centering means cooperating with each other on each of the flanges and can constitute a centering device.
  • one of the flanges may have a cylindrical protuberance, at the end of which can be the joint surface; this circular protuberance like the flange is intended to engage with gentle friction in a corresponding housing located on the other flange and at the bottom of which can be the other bearing surface making opposite that of the first flange.
  • the tightening device may include threaded tie rods bearing on the one hand on one or more supporting parts integral with the frame, fixed or preferably maneuverable, and on the other hand on the connecting flange, by means of elastic parts, by example of springs or curved washers of the so-called "belleville” type. Nuts adjust the clamping force by compressing the parts more or less elastic.
  • the elastic parts also make it possible to maintain the tightness during thermal cycles by collecting expansions.
  • the connecting flange by a portion of fixed trunking subject to the fixed trough proper using a rigid fixing device (for example using flanges integral with the chute and of the trunking portion, bolted together), watertight, easily removable and accessible and to rest, the assembly (portion of fixed chute, connecting flange, clamping device) on a mobile carriage also carrying the support frame of the clamping device.
  • a rigid fixing device for example using flanges integral with the chute and of the trunking portion, bolted together
  • the assembly portion of fixed chute, connecting flange, clamping device
  • the flanges are generally made of steel or refractory cast iron; inside the portion of fixed chute can be coated with the same refractory product as that of the spouts, liquid metal troughs or tank.
  • the device according to the invention applies to the connection of the liquid metal tank also well with its outlet chute than with that of supply. When it applies to two, the latter are located on the same axis, as has already been said.
  • the invention also relates to liquid metal tanks comprising one or more articulated connection devices and methods using the tanks or the so-called devices according to the invention.
  • the processes are in particular filtration or gas treatment of liquid metals such as aluminum, magnesium or their alloys.
  • Figure 1 illustrates the invention and shows a view of a liquid metal tank of which the tilt axis passes through the upper part of one of its walls.
  • FIG. 2 represents a profile view of an articulated link in rotation mounted on a liquid metal tank of the type of that of FIG. 1.
  • FIG. 3 illustrates a profile view of the preferred embodiment of the connection articulated in rotation according to the invention.
  • Figure 1 shows the installation of a passage hole (5) for pouring, emptying or the supply of liquid metal and the spout (7) extending it on a small wall (2) of the tank (1).
  • the through hole (5) is located at the top of said tank, near a large wall (25) (sectional view) perpendicular to the small wall (2); axis tilting (6) passes through its center and is parallel to said large wall (25).
  • axis tilting (6) passes through its center and is parallel to said large wall (25).
  • FIG. 2 we see in (1) a tank of parallelepipedal liquid metal with a small wall (2) with a slight draft, covered internally with a refractory material (2a), and a cover (3) also internally covered with a refractory material (4).
  • a passage (5) for pouring, draining or feeding the liquid metal.
  • the tank is tilting about the tilting axis (6) passing through said through hole (5). This the latter is extended by a movable spout (7) integral with the tank (1) and which pivots with she; it is coated internally with a refractory material (8).
  • the adjustable tightening of the seals (12, 13) can be ensured by threaded tie rods (19) bearing on a fixed part (20) secured to a frame (21), by means a spring (22) whose crushing is regulated by nuts.
  • the connecting device advantageously comprises a device for centering (11, 11a, 14, 14a) of the flanges (10, 10a, 10b, 10c, 15, 15a, 15b) one by compared to each other.
  • This centering device can comprise, on one of the flanges (10, 10a, 10b, 10c, 15, 15a, 15b), a cylindrical protuberance (11, 11a) engaging gentle friction without a corresponding housing (14, 14a) located on the other flange (10, 10a, 10b, 10c, 15, 15a, 15b).
  • one of the ranges of seals can be found at the end of the protrusion (11), the other seal surface is located at the bottom of the housing (14), so that the two joint surfaces are face each other.
  • the joint surfaces are provided at the end of specific protrusions (15b, 10b) of the flanges (10a, 10b, 10c, 15a, 15b), said bearing surfaces being arranged so that they face each other.
  • the adjustable clamping device includes threaded tie rods (19) bearing on one hand on one or more parts fixed support (20), preferably integral with a frame (21) and on the other hand on a flanges (10, 15), by means of elastic parts or a spring (22), nuts to adjust the crushing and, therefore, the clamping force.
  • the adjustable clamping device includes a protrusion (22c) on one of the flanges (10, 10a, 10b, 10c, 15, 15a, 15b), an annular flange (22b) and means for adjusting the clamping (19a, 22a), such as bolts (19a) and "belleville” type washers (22a).
  • This variant further simplifies the opening and dismantling of the connecting device.
  • the spout (7) may have at its end a counter flange (9) on which is fixed sealingly the adapter flange (10) having a protrusion (11) cylindrical.
  • the seal (12) preferably based on graphite. This seal (12) is applied against the corresponding seal (13) placed on the seal surface located at the bottom of the cylindrical housing (14) forming part of the flange link (15) and cooperating with the protuberance (11) to center the device.
  • the flanges (10, 10a, 10b, 10c, 15, 15a, 15b) can have several separate parts which are preferably fixed to each other, for example, using rotating stop pins (26, 27) or fixing means (28).
  • the rotating stop pins (26, 27) can be welded to the flanges (10b, 15b) corresponding and specific housings provided in the flanges (10a, 15a) corresponding.
  • the connecting flange (15, 15a, 15b) is fixed with a counter flange (16) on a removable fixed chute portion (17), located in the extension of the main body fixed chute (18).
  • a sealed coupling device between the main body (18) and the removable portion (17) of the fixed chute.

Landscapes

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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)

Description

DOMAINE TECHNIQUE
L'invention concerne une cuve basculante pour le traitement de métal liquide, typiquement pour le traitement par les gaz ou filtration de l'aluminium ou du magnésium liquides ou de leurs alliages, et son dispositif d'assemblage étanche avec des goulottes fixes servant à l'alimentation ou à l'évacuation dudit métal liquide de la cuve.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Une cuve de métal liquide servant à son traitement par les gaz ou à sa filtration ou simplement à son stockage en attente, a une capacité ne dépassant pas généralement 3 tonnes et comporte des dispositifs d'alimentation et de sortie du métal liquide. Le dit métal liquide entre et sort en continu de la cuve, cependant il est régulièrement nécessaire de vidanger cette dernière partiellement ou en totalité par basculement autour d'un axe horizontal selon un angle compris typiquement entre 30° et 90°. En plus de cela, la cuve peut être équipée d'un trou de vidange particulier situé dans sa partie basse.
Le dispositif de sortie du métal liquide comprend un orifice, ou trou de coulée, percé habituellement au sommet d'une des parois de la cuve, prolongé par un bec de coulée déversant le métal liquide dans une goulotte fixe d'évacuation. Le dispositif d'alimentation en métal liquide à partir d'une goulotte fixe est généralement de même sorte. Typiquement la cuve est parallélépipédique rectangle et l'axe de basculement parallèle à sa grande longueur. Il est indispensable que la liaison articulée entre le bec solidaire de la cuve et la goulotte fixe reste étanche au métal liquide à haute température, malgré des cycles de chauffage et refroidissement répétés de l'installation.
Il est connu de déverser le métal liquide dans une goulotte fixe perpendiculaire à l'axe de basculement horizontal. Ce dernier, habituellement situé à la hauteur du trou de coulée, est alors déporté à l'extérieur de la cuve et passe par l'extrémité commune au bec et à la goulotte agencés dans le prolongement l'un de l'autre.
Lorsque la cuve est basculée, on voit que le bec de sortie de la dite cuve et la goulotte fixe font un angle variable et que la liaison entre ces deux éléments doit être articulée et étanche. Pour réaliser l'étanchéité de cette articulation il est connu de réaliser une genouillère métallique enveloppant par l'extérieur les extrémités du bec et de la goulotte fixe et de tapisser la face interne de la dite genouillère d'un garnissage, pouvant être une tresse à base graphite, pour assurer l'étanchéité avec les faces externes du bec et de la goulotte. Ainsi, lors du basculement de la cuve, son bec de sortie se déplace en frottant de façon étanche sur le garnissage de la genouillère.
Lors de son basculement, la cuve équipée d'un tel agencement présente un encombrement important, en particulier lorsque l'angle de basculement est de 90°, cet encombrement étant dû au fait que l'axe de basculement passe à l'extrémité du bec. De plus, du métal peut se figer dans le dispositif articulé, en particulier entre la genouillère, le bec et la goulotte, ce qui complique et gène singulièrement les opérations d'entretien ou de démontage.
On connaít également des fours de fusion et de stockage de métal liquide de grande capacité (plusieurs dizaines de tonnes) basculant autour d'un axe horizontal et déversant le métal liquide dans une goulotte fixe située dans le prolongement dudit axe, dont l'angle de basculement ne dépasse pas généralement 10 à 20°. Dans ce cas, une liaison rotative étanche entre le bec de coulée solidaire du four, situé également sur l'axe de basculement, et la goulotte fixe de section droite semi circulaire consiste à y emboíter et ajuster le bec solidaire de la cuve, ayant une section droite également semi-circulaire de diamètre légèrement plus petit, et à faire coulisser en rotation les deux parties semi-circulaires l'une par rapport à l'autre à l'aide d'une garniture d'étanchéité, souvent à base de graphite, située entre elles deux.
Un tel dispositif n'est utilisable que pour de faibles angles de basculement en raison du fait que la tresse est entraínée dès que l'angle de basculement devient un peu important. Ainsi, ce dispositif n'est pas applicable aux cuves de traitement, en particulier celles qui basculent avec de grands angles. De plus, il est difficile d'obtenir une bonne étanchéité du fait que lesdites deux parties encastrées l'une dans l'autre se dilatent différemment dans le sens diamétral, que les goulottes se déforment facilement lors des nombreux cycles thermiques qu'elles subissent et que la force de serrage de la tresse n'est pas réglable. De plus, il y a de grands risques de blocage du dispositif en raison du métal qui peut aller se glisser et se figer dans l'interstice entre le bec et la goulotte.
La demanderesse a ainsi cherché à éviter les inconvénients ci-dessus et à mettre au point une cuve de traitement basculante d'encombrement de basculement réduit et ayant simultanément un dispositif de liaison articulée, entre le bec solidaire de la cuve et la goulotte fixe, parfaitement étanche tout en étant simple de conception et d'utilisation (réglage, entretien, démontage, nettoyage) et sans que le dit dispositif puisse être la cause de figeage (prise en masse) de métal liquide.
DESCRIPTION DE L'INVENTION
L'invention est une cuve de traitement de métal liquide basculante autour d'un axe, alimentée par une goulotte fixe et déversant ledit métal liquide dans une goulotte fixe d'évacuation, la dite cuve comportant au moins un trou de passage pour l'alimentation, la sortie ou la vidange du métal liquide pratiqué dans une de ses parois et prolongé par un bec dit mobile solidaire de la cuve, caractérisée en ce qu'au moins l'axe de la goulotte fixe d'évacuation est confondu avec l'axe de basculement.
Habituellement l'axe de la goulotte d'alimentation est également confondu avec l'axe de basculement. Il est particulièrement avantageux de pratiquer cet agencement pour des cuves basculant d'un angle supérieur à 30° et pouvant atteindre 90°.
En général, la cuve est au moins approximativement parallélépipédique rectangle, ses parois pouvant présenter une légère dépouille, et l'axe de basculement est parallèle à sa grande longueur, c'est-à-dire parallèle aux grandes parois et perpendiculaires aux petites.
Ledit axe de basculement passe de préférence dans un angle supérieur des dites petites parois; dans ce cas il est confondu non seulement avec les axes des goulottes fixes et des becs mobiles de coulée ou d'alimentation mais également avec ceux des trous de coulée ou d'alimentation. Mais il peut très bien être situé à un autre endroit de la cuve ou même déporté à l'extérieur de la cuve; dans ce cas il est encore confondu avec les axes des goulottes fixes et des becs mobiles.
Selon l'invention les extrémités des becs mobiles et des goulottes fixes de section droite circulaire, alignées sur l'axe de basculement, sont reliées par un dispositif de liaison articulée en rotation autour du dit axe, étanche au métal liquide, pouvant tourner d'un angle supérieur à 30° et pouvant atteindre 90° sans perdre son étanchéité et permettant ainsi de vidanger partiellement ou totalement la cuve.
Ledit dispositif articulé en rotation selon l'invention comprend
  • une bride d'adaptation assujettie à l'extrémité du bec, centrée sur l'axe de basculement, comportant une portée de joint circulaire dont le plan est perpendiculaire audit axe ;
  • une bride de liaison assujettie à l'extrémité de la goulotte fixe, centrée sur l'axe de basculement, comportant une portée de joint circulaire, dont le plan est perpendiculaire audit axe, faisant face à la précédente et coopérant avec elle ;
  • au moins un joint résistant à la chaleur et au métal liquide situé entre les deux portées ;
  • un dispositif de serrage, prenant éventuellement appui sur une pièce fixe, permettant de régler et de maintenir le serrage des brides l'une par rapport à l'autre pour assurer l'étanchéité de la liaison tout en laissant lesdites deux brides pivoter l'une par rapport à l'autre.
Il y a de préférence deux joints à base de graphite, un fixé sur la portée de chaque bride, frottant l'un sur l'autre.
Le bec mobile et la goulotte fixe étant dans le prolongement l'un de l'autre de façon que les portées des joints en regard correspondent parfaitement, il est avantageux de disposer sur chacune des brides des moyens de centrage coopérant l'un avec l'autre et pouvant constituer un dispositif de centrage.
Ainsi, une des brides peut comporter une protubérance cylindrique, à l'extrémité de laquelle peut se trouver la portée de joint; cette protubérance circulaire comme la bride est prévue pour s'engager à frottement doux dans un logement correspondant situé sur l'autre bride et au fond duquel peut se trouver l'autre portée de joint faisant face à celle de la première bride. On voit que l'emboítement de ces deux pièces assure le centrage des portées de joint.
Pour obtenir l'étanchéité au métal liquide tout en ayant une force de frottement adaptée pour permettre la rotation d'une bride par rapport à l'autre, il ne reste alors plus qu'à plaquer les deux joints l'un contre l'autre à l'aide du dispositif de serrage. Pour éviter que la goulotte fixe ne soit entraínée lors de la rotation du bec, il est avantageux de renforcer son immobilisation à proximité de la bride de liaison, par exemple à l'aide de barres de renfort solidaires d'un bâti.
Le dispositif de serrage peut comprendre des tirants filetés prenant appui d'une part sur une ou des pièces d'appui solidaires du bâti, fixe ou de préférence manoeuvrable, et d'autre part sur la bride de liaison, par l'intermédiaire de pièces élastiques, par exemple des ressorts ou des rondelles bombées du type dit « belleville ». Des écrous permettent de régler la force de serrage en comprimant plus ou moins les pièces élastiques. Les pièces élastiques permettent également de maintenir l'étanchéité lors des cycles thermiques en encaissant les dilatations.
On voit qu'un tel dispositif, où les dilatations se produisent dans l'axe, permet de s'affranchir des déformations récurrentes ou endémiques dues aux cycles thermiques subis par l'ensemble lors des arrêts et remise en route de la cuve, et d'obtenir l'étanchéité souhaitée en évitant toute fuite ou figeage intempestifs de métal liquide qui pourraient gêner les manoeuvres de la cuve. De même pour démonter le dispositif en vue de son nettoyage ou de son entretien (par exemple: changement des joints), il suffit d'écarter les deux brides l'une de l'autre.
Pour faciliter le démontage, il est aussi possible de prolonger la bride de liaison par une portion de goulotte fixe assujettie à la goulotte fixe proprement dite à l'aide d'un dispositif de fixation rigide (par exemple à l'aide de brides solidaires de la goulotte et de la portion de goulotte, boulonnées entre elles), étanche, facilement démontable et accessible et de faire reposer, l'ensemble (portion de goulotte fixe, bride de liaison, dispositif de serrage) sur un chariot mobile portant également le bâti d'appui du dispositif de serrage. Pour le démontage, il suffira alors de désaccoupler la goulotte fixe de la portion de goulotte et d'écarter cette dernière avec sa bride de liaison du bec mobile équipé de sa bride d'adaptation après avoir relâché le dispositif de serrage.
Les brides sont généralement en acier ou fonte réfractaire; l'intérieur de la portion de goulotte fixe peut être revêtu du même produit réfractaire que celui des becs, des goulottes ou de la cuve de métal liquide.
Le dispositif selon l'invention s'applique à la liaison de la cuve de métal liquide aussi bien avec sa goulotte de sortie qu'avec celle d'alimentation. Quand elle s'applique aux deux, ces dernières sont situées sur le même axe, comme cela a été déjà dit.
L'invention concerne également les cuves de métal liquide comportant un ou plusieurs dispositifs de liaison articulés et les procédés mettant en oeuvre les cuves ou les dits dispositifs selon l'invention. Les procédés sont en particulier la filtration ou le traitement par les gaz des métaux liquides comme l'aluminium, le magnésium ou leurs alliages.
La figure 1 illustre l'invention et représente une vue d'une cuve de métal liquide dont l'axe de basculement passe par la partie supérieure d'une de ses parois.
La figure 2 représente une vue de profil d'une liaison articulée en rotation montée sur une cuve de métal liquide du type de celle de la figure 1.
La figure 3 illustre une vue de profil du mode de réalisation préféré de la liaison articulée en rotation selon l'invention.
La figure 1 montre l'implantation d'un trou de passage (5) pour la coulée, la vidange ou l'alimentation du métal liquide et du bec (7) le prolongeant sur une petite paroi (2) de la cuve (1). Le trou de passage (5) se trouve à la partie supérieure de ladite cuve, près d'une grande paroi (25) (vue en coupe) perpendiculaire à la petite paroi (2); l'axe de basculement (6) passe par son centre et est parallèle à ladite grande paroi (25). On voit que, grâce à cet agencement et au dispositif de liaison articulé étanche selon l'invention, il est aisément possible de vidanger complètement la cuve en la basculant dans le sens de la flèche (24), le besoin d'espace pour effectuer cette opération étant réduit au minimum.
Sur la figure 2 on voit en (1) une cuve de métal liquide parallélépipédique avec une petite paroi (2) présentant une légère dépouille, recouverte intérieurement d'un matériau réfractaire (2a), et un couvercle (3) également recouvert intérieurement d'un matériau réfractaire (4). A la partie supérieure de la cuve (1) se trouve un trou de passage (5) pour la coulée, la vidange ou l'alimentation du métal liquide. La cuve est basculante autour de l'axe de basculement (6) passant par ledit trou de passage (5). Ce dernier est prolongé par un bec mobile (7) solidaire de la cuve (1) et qui pivote avec elle; il est revêtu intérieurement d'un matériau réfractaire (8).
Le serrage réglable des joints (12, 13) peut être assuré par des tirants filetés (19) prenant appui sur une pièce fixe (20) solidaire d'un châssis (21), par l'intermédiaire d'un ressort (22) dont l'écrasement est réglé par des écrous.
Tel qu'illustré aux figures 2 et 3, le dispositif de liaison étanche au métal liquide, articulé en rotation autour d'un l'axe (6) et permettant le basculement d'une cuve (1) de métal liquide, comprend :
  • une bride d'adaptation (10, 10a, 10b, 10c) assujettie à l'extrémité du bec (7, 8), centrée sur l'axe de basculement (6) et comportant une portée de joint circulaire perpendiculaire au dit axe (6) ;
  • une bride de liaison (15, 15a, 15b) assujettie à l'extrémité de la goulotte fixe (17, 18), centrée sur l'axe de basculement (6) et comportant une portée de joint circulaire, perpendiculaire au dit axe (6), faisant face à la précédente et coopérant avec elle ;
  • au moins un joint (12, 13) résistant à la chaleur et au métal liquide situé entre les deux portées ;
  • un dispositif de serrage (19, 19a, 22, 22a, 22b 22c) permettant de régler le serrage des brides (10, 10a, 10b, 10c, 15, 15a, 15b) l'une par rapport à l'autre pour assurer l'étanchéité de la liaison tout en laissant lesdites brides (10, 10a, 10b, 10c, 15, 15a, 15b) pivoter l'une par rapport à l'autre.
Le dispositif de liaison selon l'invention comprend avantageusement un dispositif de centrage (11, 11a, 14, 14a) des brides (10, 10a, 10b, 10c, 15, 15a, 15b) l'une par rapport à l'autre. Ce dispositif de centrage peut comprendre, sur une des brides (10, 10a, 10b, 10c, 15, 15a, 15b), une protubérance (11, 11a) cylindrique s'engageant à frottement doux sans un logement correspondant (14, 14a) situé sur l'autre bride (10, 10a, 10b, 10c, 15, 15a, 15b). Selon la variante de la figure 2, l'une des portées de joints peut se trouver à l'extrémité de la protubérance (11), l'autre portée de joint se trouvant au fond du logement (14), de façon à ce que les deux portées de joint se fassent face. Selon la variante de la figure 3, les portées de joint sont prévues à l'extrémité de protubérances spécifiques (15b, 10b) des brides (10a, 10b, 10c, 15a, 15b), lesdites portées étant disposées de façon à ce qu'elles se fassent face.
Selon premier mode de réalisation de l'invention, le dispositif réglable de serrage comprend des tirants filetés (19) prenant appui d'une part sur une ou des pièces d'appui fixes (20), de préférence solidaires d'un châssis (21) et d'autre part sur une des brides (10, 15), par l'intermédiaire de pièces élastiques ou d'un ressort (22), des écrous permettant de régler l'écrasement et, par conséquent, la force de serrage.
Selon second mode de réalisation de l'invention, le dispositif réglable de serrage comprend une protubérance (22c) sur une des brides (10, 10a, 10b, 10c, 15, 15a, 15b), une bride annulaire (22b) et des moyens d'ajustement du serrage (19a, 22a), tels que des boulons (19a) et des rondelles de type "belleville" (22a). Cette variante simplifie davantage l'ouverture et le démontage du dispositif de liaison.
Le bec (7) peut comporter à son extrémité une contre bride (9) sur laquelle est fixé de façon étanche la bride d'adaptation (10) comportant une protubérance (11) cylindrique. Selon une variante de l'invention, sur la portée de joint située à l'extrémité de ladite protubérance (11) est placé le joint (12) de préférence à base de graphite. Ce joint (12) vient s'appliquer contre le joint correspondant (13) placé sur la portée de joint située au fond du logement (14) cylindrique faisant partie de la bride de liaison (15) et coopérant avec la protubérance (11) pour centrer le dispositif. Selon une autre variante de l'invention, les brides (10, 10a, 10b, 10c, 15, 15a, 15b) peuvent comporter plusieurs pièces distinctes qui sont de préférence fixées les unes aux autres, par exemple, à l'aide de pions d'arrêt en rotation (26, 27) ou de moyens de fixation (28). Les pions d'arrêt en rotation (26, 27) peuvent être soudés aux brides (10b, 15b) correspondantes et des logements spécifiques prévus dans les brides (10a, 15a) correspondantes.
La bride de liaison (15, 15a, 15b) est fixée à l'aide d'une contre bride (16) sur une portion de goulotte fixe (17) amovible, située dans le prolongement du corps principal de la goulotte fixe (18). En (23) on voit un dispositif d'accouplement étanche entre le corps principal (18) et la portion amovible (17) de la goulotte fixe.
Il peut être avantageux de prévoir un joint (29), résistant à la chaleur et au métal liquide, entre la bride de liaison (15, 15a, 15b) et la contre bride (16).

Claims (16)

  1. Cuve (1) de traitement de métal liquide basculante autour d'un axe (6), alimentée par une goulotte fixe et déversant ledit métal liquide dans une goulotte fixe d'évacuation (17, 18), la dite cuve comportant au moins un trou de passage (5) pour l'alimentation, la sortie ou la vidange du métal liquide pratiqué dans une de ses parois (2) et prolongé par un bec dit mobile (7, 8) solidaire de la cuve, caractérisée en ce qu'au moins l'axe de la goulotte fixe d'évacuation (17, 18) est confondu avec l'axe de basculement (6).
  2. Cuve selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cuve (1) est parallélépipédique rectangle, l'axe de basculement (6) horizontal étant parallèle à sa grande longueur, et est soit déporté à l'extérieur de la cuve (1) soit de préférence situé à sa partie supérieure.
  3. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'angle de basculement est compris entre 30° et 90°.
  4. Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'au moins une partie d'extrémité de la goulotte fixe (17, 18) et du bec mobile (7, 8) ont une section droite circulaire et sont reliés par un dispositif articulé en rotation autour de l'axe de basculement (6) étanche au métal liquide.
  5. Dispositif de liaison étanche au métal liquide, articulé en rotation autour d'un axe (6) permettant en particulier le basculement d'une cuve (1) de métal liquide, telle que décrite dans l'une des revendications 1 à 4, autour de l'axe (6), entre d'une part un bec dit mobile (7, 8) solidaire de la cuve (1), alignée sur ledit axe (6) et d'autre part une goulotte fixe (17, 18) destinée à la circulation de métal liquide, également alignée sur ledit axe (6), les dits bec mobile (7, 8) et goulotte fixe (17, 18) ayant chacun au moins une partie d'extrémité à section droite circulaire, caractérisé en ce qu'il comprend :
    une bride d'adaptation (10, 10a, 10b, 10c) assujettie à l'extrémité du bec (7, 8), centrée sur l'axe de basculement (6) et comportant une portée de joint circulaire perpendiculaire audit axe (6) ;
    une bride de liaison (15, 15a, 15b) assujettie à l'extrémité de la goulotte fixe (17, 18), centrée sur l'axe de basculement (6) et comportant une portée de joint circulaire, perpendiculaire audit axe (6), faisant face à la précédente et coopérant avec elle ;
    au moins un joint (12, 13) résistant à la chaleur et au métal liquide situé entre les deux portées ;
    un dispositif de serrage (19, 19a, 22, 22a, 22b, 22c), prenant éventuellement appui sur une pièce fixe (20), permettant de régler le serrage des brides (10, 10a, 10b, 10c, 15, 15a, 15b) l'une par rapport à l'autre pour assurer l'étanchéité de la liaison tout en laissant lesdites deux brides (10, 10a, 10b, 10c, 15, 15a, 15b) pivoter l'une par rapport à l'autre.
  6. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que les brides (10, 10a, 10b, 10c, 15, 15a, 15b) comportent un dispositif de centrage (11, 11a, 14, 14a) de l'une par rapport à l'autre.
  7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif de centrage comporte sur une des brides (10, 10a, 10b, 10c, 15, 15a, 15b) une protubérance (11, 11a) cylindrique s'engageant à frottement doux dans un logement correspondant (14, 14a), situé sur l'autre bride (10, 10a, 10b, 10c, 15, 15a, 15b).
  8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une portée de joint se trouve à l'extrémité de la protubérance cylindrique (11) et une autre portée de joint se trouve au fond du logement (14), de façon à ce que les deux portées de joint se fassent face.
  9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte deux protubérances spécifiques (15b, 10b) des brides (10a, 10b, 10c, 15a, 15b) à l'extrémité de chacune desquelles se trouve une portée de joint disposée de façon à ce que les deux portées de joint se fassent face.
  10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte deux joints (12, 13), un sur chaque portée.
  11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que les brides (10, 10a, 10b, 10c, 15, 15a, 15b) sont en acier ou fonte réfractaire et/ou que les joints (12, 13) sont à base de graphite.
  12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, caractérisé en ce que le dispositif réglable de serrage comprend des tirants filetés (19) prenant appui d'une part sur une ou des pièces d'appui fixes (20), de préférence solidaires d'un châssis (21) et d'autre part sur une des brides (10, 15), par l'intermédiaire de pièces élastiques (22), des écrous permettant de régler la force de serrage.
  13. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 11, caractérisé en ce le dispositif réglable de serrage comprend une protubérance (22c) sur une des brides (10, 10a, 10b, 10c, 15, 15a, 15b), une bride annulaire (22b) et des moyens d'ajustement du serrage (19a, 22a), tels que des boulons (19a) et des rondelles de type "belleville" (22a).
  14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 13, caractérisé en ce que la goulotte fixe comporte une portion de goulotte (17) fixe amovible.
  15. Procédé utilisant la cuve de l'une quelconque des revendications 1 à 4 ou mettant en oeuvre le dispositif de l'une quelconque des revendications 5 à 14.
  16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il est utilisé pour le traitement par les gaz ou la filtration de l'aluminium, du magnésium ou de leurs alliages liquides.
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