Brevet FR2189517A1 — publié le 19740125

Dans la mise en oeuvre des procédés d'affinage des fontes par soufflage d'oxygène au-dessus du bain en fusion, on utilise une ou plusieurs lances pour l'amenée de l'oxygène. Ces lances se présentent essentiellement sous la forme d'un tube de grande longueur, constitué de plusieurs enveloppes permettant de ménager une circulation d'eau assurant le refroidissement. A ces lances sont associés des moyens permettant de leur donner des mouvements de translation horizontaux et verticaux, et des moyens permettant de les alimenter en fluides (oxygène et eau). On a représenté, à la Figure 1 des dessins annexés, le schéma de principe d'une telle installation. On voit en 1 le convertisseur surmonté d'une hotte 2 destinée à capter les gaz provenant de l'opération d'affinage, et en 3 la lance destinée à insuffler l'oxygène. Cette lance 3 est portée par un chariot 9 guidé par un panneau vertical 8. Le chariot 9 comporte des moyens lui permettant de se déplacer verticalement sur le panneau 8. Ces moyens consistent ici en un cible actionné par un treuil porté par le chariot 7. Ce chariot se déplace sur des rails 5 en entrainant dans son déplacement horizontal le panneau vertical 8, et donc la lance 3. La lance est alimentée en fluides à partir d'un point 6, par l'intermédiaire de flexibles tels que 4. Sur cette Figure 1, on a représenté en traits pleins la lance en position basse, et en traits mixtes la lance en position haute. Les moyens décrits brièvement ci-dessus permettent donc de donner à la lance les déplacements verticaux et horizontaux nécessaires à l'exploitation et à assurer son alimentation en fluides. Au cours de l'opération d'affinage, les lances sont fré quemment endommagées, car elles sont exposées aux rayonnements de la surface du bain métallique, des parois du convertisseur, et elles sont en contact des gaz très chauds résultant de l'affinage. I1 est donc indispensable de prévoir, à proximité du poste de soufflage, une lance en réserve permettant le remplacement de la lance endommagée. I1 est indispensable que la substitution de lances se fasse le plus rapidement possible, pour pouvoir - mener l'opération d'affinage en cours à terme, si l'endommagement de la lance intervient au cours d'une opération d'affinage - démarrer au plus tôt une nouvelle opération d'affinage sans perturber la marche de l'aciérie par un arrêt intempestif, si l'endommagement de la lance intervient en fin d'affinage. La substitution de la lance de réserve à la lance endona- gée nécessite le débranchement, puis le branchement, des tuyauteries d'oxygène et d'eau à celles-ci, et, éventuellement, un réglage de sa position par rapport au convertisseur. Eu égard, d'une part aux dimensions importantes de ces tuyauteries d'alimentation, d'autre part à la localisation de celles-ci, rendant malaisées ces opérations, il est intéressant d'équiper l'installation de moyens, placés à demeure, permettant d'effectuer les opérations d'accouplement et de désaccouplement de façon rapide et sure, et éventuellement, en tout ou en partie, à l'aide de commandes à distance. De même, il est intéressant de pouvoir régler la position de la lance aussi rapidement que possible, et éventuellement de pouvoir effectuer ce réglage de position également par une commande à distance. La présente invention se propose d'apporter une solution à ces divers problèmes. En conséquence, l'invention a pour objet un chariot portelance pour convertisseur caractérisé en ce que la lance est reliée au chariot lui donnant la possibilité d'un mouvement vertical, d'une part par une articulation du type à rotule, et d'autre part par des touches de centrage réglables de façon continue. L'on prévoit en même temps des raccordements avec les tuyauteries d'alimentation en fluides de la lance, qui comportent chacun un élément déformable axialement, des moyens étant prévus pour imposer une longueur réglable à chacun des dits éléments déformables. Suivant un mode de réalisation de l'invention, l'articulation à rotule comprend une fourche montée tourillonnante dans le chariot, et sur laquelle reposent deux tourillons dont la lance est munie. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif assurant le réglage en position de l'axe de la lance comporte, sur le chariot porte-lance, deux consoles, dont l'une possède un axe autour duquel peut basculer une poutre pour permettre l'introduction de la lance dans le cadre ainsi réalisé, des touches réglables permettant de positionner l'axe de la lance. Suivant un autre exemple de réalisation de l'invention, les moyens assurant le raccordement de la lance aux arrivées et départs de fluides comportent : un élément de tuyauterie rigide par lequel arrive le fluide, fixé au chariot porte-lances et prolongé par un élément de tuyauterie déformable ; un embout rigide, raccordé d'une part à l'éSrn'ent déformable, et d'autre part à la lance par des moyens de bridage rapide, et des moyens accouplant la partie rigide et l'embout en comprimant la partie intermédiaire déformable. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-aprbs qui, faite en référence aux dessins annexés, en illustre un mode de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. Sur les dessins - la Figure 1 représente le schéma de principe de l'installation décrite plus haut, à laquelle s'applique l'invention - la Figure 2 représente schématiquement le mode de raccordevent de la lance au chariot porte-lances - les Figures 3 et 4 illustrent respectivement, en coupe verticale et en bout selon la flèche f, un exemple de montage à rotule de la lance sur le chariot - la Figure 5 représente, en plan, un mode de réalisation du dispositif assurant le réglage de la position de l'axe de la lance ; et, - la Figure 6 représente la jonction tuyauterie d'arrivée du fluide et tuyauterie allant vers la lance. On se réfère en premier lieu à la Figure 2, sur laquelle on a représenté de façon très schématique la liaison selon l'invention entre le chariot porte-lance 9 et la lance 30 Cette dernière est positionnée sur ce chariot par l'intermédiaire d'une liaison 23 du type à rotule imposant à l'axe de la lance de passer par un point détermine solidaire du chariot 9. La direction de cet axe est ensuite réglée à l'aide des touches réglables 24. Sur cette Figure, on a représenté en 28, 29, 30 les moyens de raccordement de la lance aux diverses arrivées de fluides assurant son alimentation (par exemple, arrivée d'oxygène, arrivée d'eau de refroidissement, et sortie d'eau). Les Figures 3 et 4 illustrent un exemple de réalisation de l'articulation à rotule 23. Cette articulation comporte essentiellement une fourche 32, montée tourillonnante dans le chariot porte-lance 9, sur laquelle reposent deux tourillons 31 prévus sur la lance 3. On se réfère maintenant à la Figure 5, qui représente le dispositif assurant le réglage de la position de l'axe de la lance. Ce dispositif comprend deux consoles 38 et 39 et une poutre 33 pouvant basculer, selon la flèche g, autour d'un axe 34 prévu sur la console 38. Ce mouvement de basculement est commandé par un organe moteur, par exemple un vérin 35. On peut ainsi introduire la lance dans le cadre ainsi réalisé ou l'en sortir. L'axe de la lance 3 est ensuite positionné dans ce cadre à l'aide des touches 24, dont la position est réglée par des dispositifs de commande 36 pouvant être éventuellement des moto-réducteurs. Après son positionnement, la lance est accouplée aux arrivées ou départs du fluide. Cet accouplement a été représenté à la Figure 6, partiellement en coupe. En 10, on a représenté la tuyauterie rigide par laquelle arrive le fluide. Cette tuyauterie rigide est raccordée à la tuyauterie flexible (4 sur la Figure 1) qui amène le fluide au chariot porte-lance 9. Un élément de tuyauterie Il axialement ómpres- sible prolonge la tuyauterie rigide 10, et est lui-assme prolongé par un embout 12. A cet embout 12 vient se raccorder le tube 13, solidaire de la lance interchangeable. L'élément Il est, par exemple, en caoutchouc, de façon à pouvoir supporter une importante déformation axiale, et il est raccordé au tube 13 par des éléments de bridage rapide. L'élément rigide 10 et l'embout 12 sont accouplés par des moyens permettant, d'une part de comprimer la partie intermédiaire déformable Il pour pouvoir rapprocher l'embout de l'élément 10, et, d'autre part, pour résister à l'effort de séparation de cet embout et de cet élément 10, dû à la pression du fluide. Ces moyens consistent en des tiges telles que 16 qui relient l'embout 12 à l'élément rigide 10. Un levier 18, articulé en 19 sur l'élément 10 et actionné par une tige 20, permet, en agissant sur les tiges 16, de comprimer l'élément 11, un ressort de rappel tendant à s'opposer à cette compression. L'accouplement entre l'embout 12 et le tube 13 est réalisé par des leviers tels que 14, articulés en 15 sur l'embout et montés sur des excentriques également prévus en 15, l'étanchéité étant assurée par un joint 20. Comme l'embout 12 est raccordé à l'élément rigide 10 par l'intermédiaire d'un élément déformable Il, on prévoit des moyens pour limiter les déplacements radiaux que pourraient prendre l'un par rapport à l'autre l'embout et cet élément rigide. Ces moyens consistent en un ou plusieurs bras, tels que 22 centrant à l'aide de tirants tels que 21 l'embout 12. On n'a pas représenté, au dessin, les moyens de commande de basculement des leviers 14 ou de la commande des excentriques 15. Ceux-ci peuvent être de simples commandes manuelles, telles que des volants, comme représenté pour la commande de la tige 20. On peut naturellement utiliser des organes moteurs (xoto-réducteurs ou vérins). il devient, dans ce cas, possible d'effectuer les séparations d'accouplement et de désaccouplement par commande à distance. Le changement de lance nécessite la succession d'opérations suivantes - rotation des excentriques 15, puis basculement des leviers 14 et compression de l'élément Il (cela pour les différentes tuyauteries) - accrochage de la lance au pont, par exemple : basculement de la poutre 33, puis levée et enlèvement de la lance, à laquelle on substitue une nouvelle lance qu'on dépose sur la fourche 32 et qu'on positionne à l'aide des dispositifs 36 et des touches 24, et qu'enfin on raccorde aux arrivées de fluides, par décompression de l'élément déformable 11, basculement des leviers 14 et rotation des excentriques 15. Le dispositif d'accouplement des tuyauteries selon l'inven- tion, outre sa rapidité de mise en oeuvre et la possibilité qu'il offre d'être commandé à distance, n'impose pas au tube 13, solidaire de la lance, d'avoir une position bien définie par rapport à l'élément rigide 10, sans pour autant qu'il exerce des efforts sur la lance, soit lors de l'accouplement, soit lors de la mise sous pression. il demeure bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. -sEV3BICATIGM 10/ Dispositif de support d'une lance de soufflage d'oxy -gène dans un convertisseur comprenant - un chariot mobile au-dessus du convertisseur, - un dispositif de centrage de la lance par rapport au chariot, comportant : un collier supporte par le chariot muni d'une poutre basculante ; des moyens de fixation de la outre; des touches de centrage réglables, caractérisé par le fait qu'il comporte - un dispositif de support a rotule monté entre la lance et le cha riot. 20/ Dispositif de support d'une lance de soufflage d'oxygène dans un convertisseur comprenant - un chariot mobile au dessous du convertissaur, - au moins une canalisation de fluide montée fixe sur le chariot, alimentée par flexible, - des moyens de fixation et de réglage en position de la lance, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un raccord de tuyauterie entre une canalisation de fluide fixe et un embout de canalisation de la lance, comprenant - un élément de tuyauterie déformable raccordé à la canalisation fixe, - un embout rigide raccordé au bout de l'élément déformable, de.for me adaptée à celle de l'embout de la canalisation de la lance, - des moyens de bridage de l'embout par le chariot et de l'embout de la canalisation de la lance, - des moyens de déplacement axial de l'embout mobile par rapport à la canalisation fixe portée par le chariot. 30/ Dispositif de support d'une lance de soufflage d'oxy- gène dans un convertisseur selon la revendication 1, caractérisé Pat le fait cue le dispositif de support à rotule est un mécanisme à cardan comportant une fourche supportée par le chariot par l'interw médiaire d'un axe de guidage en rotation, horizontal, et munie de moyens de support de la lance autour d'un axe perpendiculaire audit axe de guidage. 40/ Dispositif de support d'une lance de soufflage dd6 y. gène dans un convertisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la position desdites touches est réglée rar des rotc-réducteiirs. 5 / Dispositif de support d'une lance de soufflage d'oxy- gène dans un convertisseur selon la revendication 2, caractérisé en cq nue ledit dispositif de raccordement comporte en outre des moyens limitait les dlaceents radiaux que pourraient avoir l'un par rapport à l'autre l'embout et ltélément rigide. 60/ Dispositif de support d'une lance de soufflage d'oxygène dans un convertisseur selon la revendication 2-,- caractérisé en ce que les moyens accouplant la partie rigide et l'embout tout en comprimant l'élément intermédiaire déformable consistent en des tiges reliant l'embout et cette partie rigide, un levier agissant sur ces tiges pour comprimer ledit élément déformable à l'encontre de l'action d'un ressort de rappel. 70/ Dispositif de support d'une lance de soufflage d'oxygène dans un convertisseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'accouplement entre la lance et l'embout rigide est réalisé à l'aide d'un certain nmmbre de leviers articulés, par l'intermédiaire d'excentriques sur cet embout. 80/ Dispositif dd support d'une lance de soufflage d'oxygène dans un convertisseur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens limitant les déplacements radiaux de l'embout et de l'élément rigide, l'un par rapport à 11 autre, consistent en un ou plusieurs bras centrant à l'aide de tirants ledit embout. 90/ Dispositif de support d'une lance de soufflage d'oxygène dans un convertisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que les moyens utilisés pour relier la lance audit chariot ont leurs mouvements commandés par des organes moteurs.