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la Société : MORGANITE CRUCIBLE LIMITED, Norton Works, Woodbury Lane, Norton, Worcester (Grande-Bretagne).
La présente invention est relative aux poches de fonderie et vise à établir un système d'obturation perfectionné destiné à contrôler l'écoulement du métal fondu hors de l'orifice du fond d'une poche de coulée.
Une poche de coulée comprend généralement une busette en matière réfractaire dans l'orifice inférieur de vidange, cette busette étant obturée par un tampon de quenouille en matière réfractaire, prévu sur l'extrémité inférieure d'une quenouille, laquelle est revêtue de manchons réfractaires et s'élève à travers le métal en fusion, pour atteindre un levier de manoeuvre situé au sommet de la poche et destiné à relever et à abaisser
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le tampon.
La quanouille gainée présente nécessairement une longueur relativement importante, et la chaleur du métal en fusion que cette quenouille traverse est susceptible de causer des déforma- tions, qui entraînent des fuites. L'effort de manoeuvre requis risque d'endommager le tampon et la busette ou de provoquer leur collage, ce qui obligerait de renouveler l'ensemble formé par le tampon et la tige gainée, après chaque vidange de la poche, d'où pertes de temps et frais.
La présente invention a principalement pour objet d'éta- blir un système d'obturation pour l'orifice inférieur de vidange d'une poche de coulée, système qui n'exige pas une longue tige de manoeuvre se dirigeant vers le bas à travers le métal fondu.
Suivant l'invention, un système d'obturation de l'orifice inférieur de vidange d'une poche de coulée de fonderie comprend : une busette de coulée appelée à être ajustée dans le fond de la poche; un tampon obturateur mobile dans le sens axial, pour fermer et ouvrir la busette; et une tige portant le tampon et se dirigeant vers le bas à partir de la busette et destinée à produire les mouvements du tampon à partir d'un point situé au- dessous de la busette, la tige étant percée, au-dessous de la busette, d'un passage non rétréci pour le métal en fusion qui s'écoule à travers la busette lorsque celle-ci est dégagée par le tampon.
En simplifiant, on peut considérer le système d'obtura- tion comme une soupape conique munie d'une tige creuse, à travers laquelle s'écoule le métal en fusion.
Diverses dispositions peuvent être adoptées en vue d'as- surer un flux contrôlé de métal qui ne s'écoule qu'à travers la tige du tampon et ne s'échappe pas en descendant le long de la face extérieure de la tige. Par exemple, l'extrémité supérieu- re de la tige peut être conformée en soupape annulaire, pour
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s'appliquer à contact gras contre la face inférieure de la buset- te lors de l'ouverture du tampon, ou bien, la busette peut être munie d'une jupe qui descend dans l'embouchure de la tige à la manière d'un joint télescopique.
Toutefois, de préférence, l'extrémité supérieure de la tige est conformée en godet et présente une bordure qui pénètre dans un logement annulaire formé par une rainure circulaire en- tourant la busette et pratiquée dans la face inférieure d'un plateau porte-busette, la bordure du godet et le logement présen- tant une profondeur d'emboîtement sensiblement plus grande que la course de levée du tampon, de sorte qu'ils forment un joint télescopique annulaire, qui d'une part, canalise le flux de métal vers le canal de la tige et, d'autre part, maintient le tampon et la busette dans une position relative coaxiale.
Une autre particularité de l'invention réside en ce qu'il est prévu des moyens pour assurer la rotation du tampon par rapport à son siège formé par la busette, de sorte que, lors de la fermeture, le tampon peut s'emboîter dans la busette, de façon à assurer une obturation efficace, tandis que, lors de l'ouverture en vue de la coulée, le collage éventuel du tampon sur son siège peut être plus aisément surmonté que par une levée rectiligne.
Une telle rotation du tampon peut être combinée avec le mouvement axial effectué lors de l'ouverture et de la fermeture,' par exemple à l'aide d'un mécanisme à fente hélicoïdale et à cheville, agissant sur la tige du tampon.
Toutefois, de préférence, le tampon est disposé de telle manière que son mouvement de rotation dans son siège formé par la busette soit distinct de son mouvement axial. Ceci permet au tampon de se caler sur son siège sans contrainte axiale et d'être dégagé en vue de sa rotation. Les mouvements séparés peuvent être opérés grâce à un levier de manoeuvre relié à la tige du
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tampon et monté à pivotement, pour permettre d'opérer le mouve- ment axial du tampon, ce levier pouvant être amené à pivoter autour de l'axe du tampon, pour faire tourner ce dernier.
D'autres particularités de l'invention seront exposées dans la description ci-après en se reportant aux dessins annexés, qui représentent à titre d'exemple un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels :
La Figure 1 est une vue en coupe axiale montrant les composants essentiels d'un système d'obturation appelé à être monté dans le fond d'une poche de coulée.
La Figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II: de la Figure 1.
@ La Figure 3 est une vue en élévation latérale du système d'obturation et de son mécanisme de commande monté à l'extrémité inférieure d'une poche.
La Figure 4 est une vue en plan de la monture du système d'obturation, ainsi que du mécanisme de commande.
Ainsi qu'on le voit dans les Figures 1 et 2, le système d'obturation comprend un plateau porte-busette réfractaire 1, qui limite une busette de coulée 2, dans laquelle un tampon ré- fractaire 3 est supporté coaxialement par une tige réfractaire désignée dans son ensemble par 4.
La tige du tampon est constituée par des éléments com- prenant : un tenon réfractaire fileté 5, engagé dans un godet taraudé, prévu dans le tampon 3 ; un godet 6 à bordure 7, cette dernière étant engagée dans une rainure annulaire 8 prévue dans la face inférieure du plateau porte-busette 1; un prolongement 9 du tenon, solidaire du godet et se dirigeant vers le haut,entre deux canaux à section courbe 10, qui traversent le godet 6 ; et un tube d'écoulement réfractaire 11, dont le creux 12 se raccor- de progressivement aux canaux 10, pour former l'orifice de coulée proprement dit.
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Le tenon 5 et le godet 6 sont réunis l'un à l'autre par un boulon axial 13 et un écrou 14, entièrement recouverts par le tenon réfractaire, son prolongement 9 et le tampon réfractaire 15, vissé dans le fond du prolongement du tonon. Le tampon 15 va également en se rétrécissant vers le bas à la manière d'un cône, de façon à constituer un profilage pour les canaux 10, qui se dirigent vers le creux 12 du tube d'écoulement 11.
L'extrémité supérieure du tube 11 est conformée en collet taraudé, qui se visse sur l'extrémité inférieure du godet 6.
Dans la Figure 1, le système d'obturation est représenté ' dans une position d'ouverture et l'on voit que le métal en fusion peut s'écouler au-delà du tampon 3 et traverser la busette 2, pour parvenir dans l'embouchure du godet 6, lequel possède une capacité suffisante pour prévenir tout risque d'un débordement du métal par-dessus la bordure 7, le métal traversant ensuite les canaux 10 et s'écoulant au dehors à travers l'orifice 12, sous la forme d'un courant régulier, dont le débit dépend de l'ouver- ture effective du tampon 3, c'est-à-dire, de son écartement par rapport à la busette 2. On sait que dans les soupapes du type à cône, une faible levée du tampon 3 assure une ouverture efficace totale.
La conception du système d'obturation suivant l'invention offre la certitude que la section transversale disponible pour l'écoulement vers le bas à travers la tige 4 ne décroît pas, de sorte que le passage pour la coulée du métal en fusion n'est pas étranglé.
Pour assurer un joint parfait entre la bordure 7 et la rainure 8, en particulier pour éviter l'introduction d'air dans le courant de métal en fusion, on peut disposer dans la rainure 8 un joint d'étanchéité ou une garniture de matière céramique souple sous forme de fibres.
La matière réfractaire pour les organes du système de fer- meture exposés à l'action du métal en fusion sera choisie en
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fonction du métal à couler. Pour couler de l'acier, on utilise- ra des matières réfractaires céramiques, telles que le graphite ou la plombagine, ou leurs compositions, ou encore, de l'argile réfractaire. Dans le cas de métaux à point de fusion plus bas, tels que le zinc, le cuivre ou les alliages à base de cuivre, l'acier possède des propriétés réfractaires suffisantes que pour permettre son exposition à l'action du métal en fusion.
Pour permettre d'abaisser, de relever et de faire tourner le tampon à l'aide de sa tige 4, on prévoit le mécanisme repré- senté dans les Figures 3 et 4.
La périphérie de la plaque porte-busette 1 est de forme @ conique, afin'de pouvoir être introduite intimement de bas en haut dans un orifice conique prévu dans le fond 16 de la poche, - contre lequel ce plateau est serré à l'aide d'une plaque de fixation métallique 17 munie d'un tube métallique descendant 18 qui entoure la partie supérieure d'un manchon métallique 19 fendu et serré, qu'il guide axialement et dont les brides de serrage
20 sont situées à une faible distance au-dessous de la face inférieure du tube 18.
Le manchon 19 constitue une carcasse cylindrique qui maintient intimement la tige 4 du tampon.
Sur la partie inférieure du manchon 19 sont prévus deux tourillons métalliques 21, qui s'engagent dans des orifices ovales 22, prévus dans les branches 23 d'un levier de manoeuvre fourchu 24, monté à pivotement au moyen d'une broche 25 à axe horizontal, dans une chape 26 en forme de U renversé, suspendue à un support 27 en forme d'étrier, fixé au fond 16 de la poche.
Le levier de manoeuvre 24 aboutit à une poignée 28 et possède une longueur suffisante pour permettre, pendant la cou- lée, une commande manuelle à partir d'une position suffisamment écartée de l'orifice de coulée du fond de la poche.
On voit que l'ouverture et la fermeture de l'obturateur peuvent être effectuées en faisant simplement pivoter le levier
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24 autour du pivot 25.
Pour permettre la rotation du tampon autour de son propre axe, en vue de l'appliquer contre la busette et de le dégager de celle-ci, la chape 26 en U est suspendue au moyen d'une cheville 29, qui peut coulisser horizontalement dans une fente courbe 30 prévue dans la barre transversale du support 27 en forme d'étrier et ayant pour centre l'axe de la tige du tampon. La cheville 29 est pourvue d'un écrou de retenue 31 et d'une rondelle d'appui 32, destinée à faciliter le mouvement.
En faisant pivoter le levier 24 autour de l'axe de la tige du tampon, on peut faire tourner ce dernier dans les limites angulaires de la fente 30, Indépendamment des mouvements d'abais- sement et de relèvement de ce tampon.
REVENDICATIONS.
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1. Système d'obturation du fond pour une poche de coulée de fonderie, caractérisé en ce qu'il comprend : une busette de coulée appelée à être ajustée dans le fond de la poche ; tampon obturateur mobile dans le sens axial, pour fermer et ouvrir la busette ; une tige portant le tampon et se dirigeant vers le bas à partir de la busette, et destinée à produire les mouvements du tampon à partir d'un point situé au-dessous de la busette, la tige étant percée, au-dessous de la busette, d'un passage non rétréci pour le métal en fusion qui s'écoule à tra- vers la busette lorsque celle-ci est dégagée par le tampon.
2. Système d'obturation, comme spécifié dans la revendi- cation 1, caractérisé en ce que la tige présente, au-dessous de la busette, une portion annulaire coaxiale, qui constitue une partie du passage et est en contact étanche avec la face infé- rieure de la busette, au moins lorsque cette dernière n'est pas obturée par le tampon.
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the Company: MORGANITE CRUCIBLE LIMITED, Norton Works, Woodbury Lane, Norton, Worcester (Great Britain).
The present invention relates to foundry ladles and aims to establish an improved closure system intended to control the flow of molten metal out of the orifice in the bottom of a casting ladle.
A casting ladle generally comprises a nozzle made of refractory material in the lower emptying orifice, this nozzle being closed by a stopper plug of refractory material, provided on the lower end of a stopper rod, which is coated with refractory sleeves and rises through the molten metal, to reach an operating lever located at the top of the pocket and intended to raise and lower
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buffer.
The sheathed stopper necessarily has a relatively great length, and the heat of the molten metal which this stopper passes through is liable to cause deformation, which leads to leaks. The maneuvering effort required risks damaging the pad and the nozzle or causing them to stick together, which would make it necessary to renew the assembly formed by the pad and the sheathed rod, after each emptying of the bag, resulting in losses of time and costs.
The main object of the present invention is to provide a sealing system for the lower emptying orifice of a ladle, which system does not require a long operating rod running downwardly through the hole. molten metal.
According to the invention, a system for closing the lower emptying orifice of a foundry casting ladle comprises: a casting nozzle intended to be fitted into the bottom of the ladle; an axially movable shutter pad for closing and opening the nozzle; and a rod carrying the tampon and directed downward from the nozzle and intended to produce the movements of the tampon from a point below the nozzle, the rod being pierced, below the nozzle , a non-constricted passage for the molten metal which flows through the nozzle when the latter is cleared by the buffer.
To simplify, we can think of the closure system as a conical valve with a hollow stem, through which the molten metal flows.
Various arrangements can be adopted to provide a controlled flow of metal which only flows through the rod of the buffer and does not escape down the outer face of the rod. For example, the upper end of the rod can be shaped as an annular valve, to
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be applied with greasy contact against the underside of the nozzle when opening the tampon, or else the nozzle may be provided with a skirt which descends into the mouth of the rod in the manner of a telescopic joint.
However, preferably, the upper end of the rod is shaped as a cup and has an edge which penetrates into an annular housing formed by a circular groove surrounding the nozzle and made in the lower face of a nozzle holder plate, the edge of the bucket and the housing having an engagement depth appreciably greater than the lifting stroke of the buffer, so that they form an annular telescopic seal, which on the one hand, channels the flow of metal towards the rod channel and, on the other hand, maintains the pad and nozzle in a relative coaxial position.
Another feature of the invention resides in that means are provided for ensuring the rotation of the tampon relative to its seat formed by the nozzle, so that, when closing, the tampon can fit into the nozzle, so as to ensure effective sealing, while, when opening for casting, any sticking of the plug on its seat can be more easily overcome than by a rectilinear lift.
Such rotation of the tampon may be combined with the axial movement effected upon opening and closing, for example by means of a helical slot and pin mechanism, acting on the shank of the tampon.
However, preferably, the plug is arranged such that its rotational movement in its seat formed by the nozzle is distinct from its axial movement. This allows the buffer to wedge itself on its seat without axial constraint and to be released for rotation. Separate movements can be operated using an operating lever connected to the rod of the
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pad and pivotally mounted, to allow the axial movement of the pad to be effected, this lever being able to be caused to pivot about the axis of the pad, to rotate the latter.
Other features of the invention will be explained in the following description with reference to the accompanying drawings, which show by way of example one embodiment of the invention and in which:
Figure 1 is an axial sectional view showing the essential components of a sealing system to be mounted in the bottom of a ladle.
Figure 2 is a sectional view along the line II-II: of Figure 1.
@ Figure 3 is a side elevational view of the closure system and its operating mechanism mounted at the lower end of a pocket.
Figure 4 is a plan view of the shutter system mount, as well as the operating mechanism.
As seen in Figures 1 and 2, the closure system comprises a refractory nozzle holder plate 1, which limits a pouring nozzle 2, in which a refractory pad 3 is supported coaxially by a refractory rod. designated as a whole by 4.
The rod of the plug is made up of elements comprising: a threaded refractory pin 5, engaged in a threaded cup, provided in the plug 3; a cup 6 with edge 7, the latter being engaged in an annular groove 8 provided in the underside of the nozzle holder plate 1; an extension 9 of the tenon, integral with the cup and directed upwards, between two channels with a curved section 10, which pass through the cup 6; and a refractory flow tube 11, the hollow 12 of which progressively connects to the channels 10, to form the pouring orifice proper.
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The tenon 5 and the cup 6 are joined to each other by an axial bolt 13 and a nut 14, entirely covered by the refractory tenon, its extension 9 and the refractory plug 15, screwed into the bottom of the extension of the tonon . The plug 15 also tapers downwards in the manner of a cone, so as to constitute a profiling for the channels 10, which direct towards the hollow 12 of the flow tube 11.
The upper end of the tube 11 is in the form of a threaded collar, which is screwed onto the lower end of the cup 6.
In Figure 1, the closure system is shown in an open position and it is seen that the molten metal can flow past the plug 3 and pass through the nozzle 2, to reach the outlet. mouth of the cup 6, which has sufficient capacity to prevent any risk of the metal overflowing over the rim 7, the metal then passing through the channels 10 and flowing out through the orifice 12, in the form a regular current, the flow rate of which depends on the effective opening of the buffer 3, that is to say, on its distance from the nozzle 2. It is known that in valves of the cone type, low lifting of the buffer 3 ensures full effective opening.
The design of the closure system according to the invention ensures that the cross section available for the downward flow through the rod 4 does not decrease, so that the passage for the pouring of molten metal is not reduced. not strangled.
To ensure a perfect seal between the edge 7 and the groove 8, in particular to prevent the introduction of air into the stream of molten metal, it is possible to place in the groove 8 a seal or a gasket of ceramic material. flexible in the form of fibers.
The refractory material for the organs of the closure system exposed to the action of the molten metal will be chosen in accordance with
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depending on the metal to be cast. For casting steel, ceramic refractory materials, such as graphite or plumbago, or their compositions, or even refractory clay will be used. In the case of lower melting point metals, such as zinc, copper or copper base alloys, the steel has sufficient refractory properties to allow its exposure to the action of the molten metal.
To allow the buffer to be lowered, raised and rotated by means of its rod 4, the mechanism shown in Figures 3 and 4 is provided.
The periphery of the nozzle holder plate 1 is of conical shape, so as to be able to be introduced intimately from bottom to top in a conical orifice provided in the bottom 16 of the pocket, - against which this plate is clamped using a metal fixing plate 17 provided with a descending metal tube 18 which surrounds the upper part of a split and clamped metal sleeve 19, which it guides axially and whose clamps
20 are located a short distance below the underside of tube 18.
The sleeve 19 constitutes a cylindrical carcass which intimately maintains the rod 4 of the buffer.
On the lower part of the sleeve 19 are provided two metal journals 21, which engage in oval holes 22, provided in the branches 23 of a forked operating lever 24, pivotally mounted by means of a pin 25 with an axis horizontal, in a yoke 26 in the shape of an inverted U, suspended from a support 27 in the form of a stirrup, fixed to the bottom 16 of the pocket.
The operating lever 24 terminates in a handle 28 and has a sufficient length to allow, during casting, manual control from a position sufficiently far from the casting orifice of the bottom of the pocket.
It can be seen that the opening and closing of the shutter can be performed by simply rotating the lever.
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24 around the pivot 25.
To allow the rotation of the buffer around its own axis, in order to apply it against the nozzle and to release it therefrom, the U-shaped yoke 26 is suspended by means of a pin 29, which can slide horizontally in a curved slot 30 provided in the transverse bar of the support 27 in the form of a stirrup and having as its center the axis of the rod of the buffer. The peg 29 is provided with a retaining nut 31 and a support washer 32, intended to facilitate movement.
By pivoting the lever 24 about the axis of the shank of the tampon, the latter can be rotated within the angular limits of the slot 30, independent of the lowering and raising movements of the tampon.
CLAIMS.
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1. System for closing the bottom for a foundry casting ladle, characterized in that it comprises: a casting nozzle intended to be fitted into the bottom of the ladle; axially movable shutter pad to close and open the nozzle; a rod carrying the pad and directed downward from the nozzle, and intended to produce the movements of the pad from a point below the nozzle, the rod being pierced, below the nozzle , a non-constricted passage for the molten metal which flows through the nozzle when the latter is released by the plug.
2. Sealing system, as specified in claim 1, characterized in that the rod has, below the nozzle, a coaxial annular portion, which constitutes part of the passage and is in sealed contact with the face. of the nozzle, at least when the latter is not blocked by the plug.
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