PERFECTIONNEMENT AUX QUENOUILLES, POUR LA COULEE DES METAUX.
La présente,invention concerne un dispositif pour régulariser
19'écoulement de liquides par un orifice ménagé au fond d'un récipient; plus particulièrement, l'invention concerne la coulée de métaux.
On sait que lors de la vidange des récipients, par un orifice inférieur ménagé dans le fond le liquide a tendance à ne pas s'écouler par couches horizontales successives cette tendance devenant très sensible lorsque la hauteur du, liquide diminuée En effet à des filets liquides provenant des couches inférieures se mèlent des filets verticaux et obliques provenant des couches supérieures.
Le phénomène devient nettement visible quand,à un certain moment de la vidange, il se forme un tourbillon dont l'origine se trouve à la surface du liquide. Dans ces conditions, la majeure partie du liquide qui s'écoule provient des couches superficielles du liquide.
En fait, le phénomène de succion verticale intervient presque dès le début de l'écoulement et il est d'autant plus accentué que la densité du liquide est plus grande et que le transfert latéral du liquide est plus difficile du fait de la viscositéo
Pour un liquide, tel que Peau par exemple, le déplacement latéral des particules de liquide, au voisinage de l'orifice est relativement intense, tandis que l'afflux des particules venant de couches supérieures est, du moins au début, relativement faible. Pour un liquide plus dense, l'afflux latéral des particules au voisinage de l'orifice d'écoulement
est plus limité, tandis que l'on constate une participation plus marquée
à l'écoulement des particules liquides provenant des couches supérieures, au détriment de celles des couches inférieures.
De ce phénomène, il résulte un inconvénient particulièrement gênant, lorsqu'il s'agit d'éviter que les couches supérieures du liquide en cours d'écoulement soient finalement mélangées avec le liquide des couches inférieures; autrement dit, chaque fois qu'il s'agit de séparer deux phases liquides formées par décantation dans le récipient. En effet, au moment où le liquide est descendu d'une certaine hauteur dans le
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liquide qui se trouvent à la surface et au voisinage de celle-ci, le transfert latéral du liquide des couches basses étant ainsi relativement faible.
La présente invention a pour but d'éviter la formation de tels tourbillons et, par voie de conséquences, le mélange de la phase supérieure avec la phase inférieure d'un liquide qui s'écoule, tel qu'un métal par exemple
Le dispositif objet de la présente invention consiste fondamentalement en au moins une masse de matière solide dont la section horizontale est plusieurs fois supérieure à celle de l'orifice d'écoulement, destinée à être noyée dans le liquide à une certaine distance au-dessus dudit orifice, de manière que l'écoulement du liquide par l'orifice s'en trouve stabilisé, du fait de la suppression ou réduction de l'arrivée du liquide situé directement ou presque, au-dessus de l'orifice entraînant
la disparition partielle ou totale de la succion verticale.
La masse de matière solide ainsi agencée a pour effet de gêner l'écoulement vertical du liquide et de favoriser le transfert latéral des couches basses de celui-ci. On peut ainsi lutter efficacement, presque jusqu'au dernier moment de la vidange, contre les entraînements des particules ou matière en suspension se trouvant à la surface. Tout
se passe alors, comme si l'écoulement s'effectuait par couches successives, en partant des couches inférieures. Plus particulièrement, lorsqu'il s'agit d'effectuer la coulée d'un métal, on évite ainsi l'entraînement dans la masse du métal des particules de crasse ou scories qui constituent ultérieurement les inclusions du métal solidifié et qui, dans
le métal en fusion, montent à la surface ou près de la surface du bain liquide.
La section horizontale de ladite masse doit être suffisante pour occuper au moins la majeure partie de la zone de formation des filets d'écoulement verticaux. Lorsque la surface est choisie, on détermine la hauteur au-dessus de l'orifice à laquelle elle doit se trouver pour que la part de l'écoulement, qui s'effectue verticalement, soit réduite le plus possible. C'est ainsi que, par la section horizontale
de ladite masse et par sa hauteur au dessus dudit orifice, on modifie et règle l'importance relative des prélèvements aux diverses couches de liquide pendant l'écoulement.
Conformément à l'invention, un tel dispositif peut être avantageusement constitué par au moins une plaque ou disque solide que l'on maintient noyé dans le liquide, à la hauteur désirée, soit par suspension, soit par fixation à la paroi du récipient. La forme, l'épaisseur, la nature et le mode de maintien. de cette plaque peuvent être de différentes sortes, choisies en fonction de la forme du récipient, de l'orifice d'écoulement et de la nature du liquide lui-même. On peut, en outre, sans sortir du cadre de l'invention, superposer un certain nombre de plaques
ou de disques de forme prédéterminées, dont les dimensions peuvent être différentes.
La présente invention s'applique de façon particulièrement avantageuse à la coulée de métaux en fusion, tels que l'acier par exemple, contenus dans une poche de coulée dont l'orifice inférieur est bouché,
en position de fermeture, par une tige dite quenouille, l'élévation de la dite tige déterminant l'ouverture de 1-'orifice, tandis que l'abaissement et l'appui de ladite tige sur l'entrée dudit orifice, en déterminent
la fermeture.
On peut réaliser plusieurs modes d'application de l'invention à ce cas particulier; on peut, par exemple, prendre une plaque ou
un disque en matière réfractaire ou métallique perforé, le placer à distance voulue de l'orifice de coulée et le maintenir soit pas fixation, à la paroi du récipient, soit par montage sur la quenouille que l'on soulève jusqu'à une position préétablieo Dans le premier cas, la quenouille peut coulisser à travers la plaque; dans le second, la plaque est solidaire de la quenouille.
On indique ci-après, à titre d'exemple, un mode particulier
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çon générale, la position occupée par une plaque régulatrice d'écoulement; Figo 2 est une vue en coupe d'une poche de coulée pleine dont l'orifice est formé par une quenouille;
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position de vidange; Fig. 4 est une vue en coupe d'une poche de coulée analogue à celle des figures 2 et 3 montrant une quenouille perfectionnée conformément à l'invention; <EMI ID=4.1>
te une plaque 1 suspendue ou maintenue à quelque distance au-dessus de l'orifice d'écoulement 2 ménagé dans le fond 3 du récipient 4. Les flèches indiquent le sens et la répartition des filets d�écoulement qui résul-
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est sensiblement coupé au bénéfice de l9écoulement latéral.
Les figures 2 et 3 représentent une poche 10 contenant un métal en fusion 11. L'orifice de coulée 12 est fermé par la quenouille 13
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permettre l'écoulement du métal en fusion, Dans ces conditions, les filets d'écoulement ont une nette tendance à se former à partir des couches hautes du liquide.
En effet, la quenouille usuelle 13, quoique de diamètre supé-
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teur 9, présente toujours le diamètre minimum assurant la rigidité de la partie mobile et la conservation de la protection réfractaire de la tige métallique centrale de la dite quenouille, jusqu�à la fin de la coulée.
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les de diamètre inférieur à 20 cm. Dans ces conditions, pour des levées de quenouille de l'ordre de 10 cm, les filets liquides d'écoulement sont en majeure partie des filets longeant verticalement la quenouille, et la quenouille ne constitue ainsi aucun obstacle appréciable à la succion verticale préférentiellement ou simultanément à l'évacuation des couches inférieures du métal liquide.
Le mode de réalisation représenté à la figure 4 fait appel à une quenouille 13 comportant vers son extrémité une partie périphériquement saillante 14. Cette partie est en général, constituée en matière réfractaire, de préférence de la même nature que celle de la quenouille
13; elle la suit dans ses déplacements. Pour effectuer le montage de la
partie 14 sur la quenouille 13, on prend un disque perforé en matière
réfractaire de nature voulue et on le dispose contre le tampon obturateur 9 sur la tige en acier 16 de la quenouille, puis on introduit à la
suite les viroles 15. Le disque perforé fait ainsi partie de la protection réfractaire de la tige centrale.
La quenouille, ainsi munie de son disque régulateur, est soulevée au moment de la vidange et maintenue à une certaine hauteur au-dessus de l'orifice de vidange, de manière que le disque 14 remplisse pleinement sa fonction.
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le disque régulateur à l'extrémité de la quenouille. Dans ces conditions,
on construit des quenouilles de section cylindrique invariable d'une extrémité à l'autre, mais sensiblement supérieure au diamètre normal des
quenouilles, la surface inférieure de la quenouille, lors de la fermeture vient alors recouvrir largement l'orifice de busette tout en assurant
la fermeture. De telles variantes sont représentées aux figures 6 et 7.
Dans le dispositif de la figure 6, on a prévu un petit mamelon 17 destiné
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On peut encore concevoir une variante dans laquelle la section inférieure de la quenouille est égale à celle que devrait présenter
un disque stabilisateur d'écoulement, le reste de la quenouille ayant la
forme d'un cône à base inférieure.
REVENDICATIONS.
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tamment des métaux en fusion, par un orifice de vidange ménagé au fond
d'un récipient, caractérisé en ce qu'au moins une masse de matière solide
dont la section horizontale est plusieurs fois plus grande que celle de
l'orifice susdit, est disposée dans le récipient pour être noyée dans le
liquide contenu par ce dernier et à une distance telle au-dessus dudit
orifice, que la formation de filets verticaux, ou sensiblement verticaux,
à partir des couches supérieures du liquide, soit pratiquement empêchée.
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