Brevet FR2192176A1 — publié le 19740208

La présente invention concerne un appareil pour la réparation des canaux de coulée d'un haut fourneau comportant une plate-forme de coulée avec des canaux de coulée (tels qu'un canal de décharge et un canal d'ecoutement) pour le métal en fusion, ces canaux étant formés en matière résistant à la chaleur, et un dispositif mobile le long des canaux de coulée pour enlever le garnissage réfractaire des canaux de coulée endommagnés. Dans les hauts fourneaux il est habituel de couler périodiquement le métal en fusion par perforation d'un certain nombre de canaux de coulée et-ensuite de diriger le métal en fusion à travers des canaux de coulée vers un récipient collecteur. Après la fin de l'écoulement du métal en fusion à tartir du haut fourneau, le trou de coulée ou chaque trou de coulée est rebouché. Les canaux de coulée peuvent comporter plusieurs parties différentes telles qu'un canal de décharge communiquant directement avec le -haut fourneau,' un trou d'écumage pour séparer le fer du laitier et un canal d'écoulement partant du trou d'écumage pour la sortie du métal en fusion.Un canal-de by-ass peut aussi être disposé autour du trou d'écumage. I1 sera cependant noté que d'autres constructions et d'autres terminologies sont connues pour les canaux de coulée. I1 est habituel de construire les canaux de coulée à partir d'une masse de matière réfractaire mise sous la forme de canaux dans un lit de sable, ce lit étant à son tour disposé sur une plate-forme de coulée. D'une façon générale, la matière réfractaire du canal est foulée manuellement pour obtenir une masse compacte. Après une série de coulées, le garnissage réfractaire est endommagé en différents endroits, de sorte que le garnissage doit être renouvelé entièrement. Quand un haut fourneau comporte deux canaux de coulée, il est habituel, par exemple, d'effectuer la coulée à travers l'un des canaux pendant une période de trois jours au cours de laquelle l'autre canal est renouvelé En utilisant ce procédé, la totalité du canal concerné est d'abord concassée au moyen de marteaux piqueurs pneumatiques et ensuite les débris sont enlevés à la pelle, après quoi la reconstruction du garnissage peut commencer. En raison de l'extreme dûreté de la matière, de la chaleur résiduelle dan-s la canal et des conditions poussiéreuses dans lesquelles- le travail doit-ttre exécuté, l'enlèvement des canaux de coulée est un travail très sévère et demandant du temps. Du fait que la reconstruction des canaux demande du temps par ce procédé, le temps de disponibilité des canaux pour leur utilisation normale est très faible. Avec les dimensions croissantes des hauts fourneaux, il a été nécessaire d'utiliser un nombre important de canaux de coulée, ce qui entraine des frais d'investissement et des problèmes de transport. La présente invention a pour objet d'accélérer considérablement la réparation des canaux par mécanisation de façon telle que la réparation des canaux puisse être effectuée par un personnel plus-réduit en une seule journée de travail, et de plus que la disponibilité des canaux de coulée pour leur utilisation normale soit augmentée. Dans les cas limite il peut en résulter qu'un haut fourneau nouvellement étudié peut comporter un trou de coulée de moins. Conformément à ltinvention, le dispositif pour enlever le garnissage réfractaire est monté à l'extrémité d'un bras articulé monté sur une colonne, cette colonne étant-adaptée pour être montée de façon amovible sur un dispositif support fixe qui est monté de façon à pouvoir être couvert sur la plate-forme de coulée en dessous de la surface de celle-ci. I1 doit être noté que les essais ont déjà été faits pour obtenir la mêcanisation d'un haut fourneau. Dans ce but, des marteaux et/ou des pelles pneumatiques montés sur un bras mobile ont été utilisés, cet arran gement étant monté sur un véhicule pouvant être déplacé sur des rails steten- dant-à côté des canaux. I1 a été constaté que ces systèmes n'ont pas donné les résultats désirés, parce que dans la pratique des problèmes insurmontables ont été rencontrés.Le plus important de ces' problèmes résulte du fait que des rails pour le véhicule ont tendance à plier-sous l'influence de la chaleur énorme dégagée -du courant de fonte en fusion ou que les rails deviennent complè- tement inutilisables en raison de la-poussière et de la fonte en fusion. I1 a aussi été constaté que la commande d'une telle combinaison pose des problèmes imprévus. Il a aussi été essayé de monter des outils à l'extrémité d'un bras monté sur un véhicule tracté. Le véhicule tracté peut alors être entraîné le long du canal pour concasser et enlever le garnissage réfractaire en différents endroits. Cependant, les forces considérables mises en oeuvre pour le concassage peuvent provoquer une stabilité insuffisante du véhicule tracté sur le fond de sable et par suite un travail insuffisamment précis sur le garnissage du canal. Selon un mode de mise en oeuvre, l'invention concerne une construction simple n'ayant pas les inconvénients considérés ci-dessus. Pendant le fonctionnement, l'élément mobile de l'appareil est bloqué dans une position fixe sur un support fixe afin qu'un travail très précis et optimal soit possible. En montant l'élément mobile de l'appareil sur une colonne amo- vible un de ces appareils peut etre utilisé en plusieurs endroits dans les locaux du hauts fourneau, de sorte qu'une construction simple est obtenue. Le dispositif support fixe de l'appareil est conçu pour que la partie amovible puisse être enlevée du support fixe pour la période de coulée à partir du trou de coulée.Le support fixe peut alors être couvert au niveau de la surface de la plate-forme de coulée afin que le personnel ne rencontre pas d'obstacle et que de plus le support fixe ainsi couvert ne puisse pas être endommagé par des poussières et des éclaboussures de fonte en fusion. Suivant un mode de réa-lisation préféré, la jonction entre le bras articulé et la colonne est formée par un-bras transversal dépassant de l'extrémité supérieure de la colonne jusqu'à une position au-dessus d'un trou de coulée. Avec cette disposition, le bras articulé peut être déplacé vers l'arrière et l'avant sur toute l'étendue au-dessus du canal de coulée, de sorte qu'à tout moment la position de travail la plus convenable est obtenue pour le travail sur le garnissage du canal. Une combinaison simple est obtenue selon l'invention quand des supports fixes sont placés approximativement entre chacun des canaux de coulée Le bras articulé pivotant peut alors avoir-une longueur-suffisante pour atteindre à partir de ce point la longueur totale du canal de coulée sur les deux côtés du support fixe. Pour la majorité des constructions de hauts fourneaux, cette disposition du pispositif support est possible avec les dispositifs existant déjà. Cependant, dans le cas des hauts fourneaux de très grandes dimensions, il peut arriver que les canaux de coulée aient une longueur telle qu'il en résulte des problèmes pour la manoeuvre d'un bras articulé long. Ce problème peut aussi être résolu selon l'invention en utilisant des supports fixes placés- le. long des canaux de coulée au quart et aux trois-quarts de la longueur de ces canaux. Comme il a déjà été indiqué, le support fixe peut être arrangé pour se trouver en dessous de la surface supérieure de la plate-forme de coulée afin que le support traverse le lit de sable. Avec cette disposition, il existe naturellement un risque d'encrassement considérable du support fixe par le sable et les poussièrea pendant la période de coulée à partir du haut fourneau. M4me quand le support fixe'est couvert à son extrémité supérieure, il est recommandé de prendre des mesures spéciales pour empêcher cet encrassement. Il a été constaté que cela est possible en formant le support fixe pour qu'il entoure un alésage s'étendant sur la totalité de la-plate-forme de coulée et dans lequel la colonne peut être bloquée dans une position. De cette façon, les poussières ou autres présentes dans le trou peuvent tomber à travers celui-ci ou peuvent être évacuées par une opération simple de nettoyage; Différents moyens peuvent être envisagés pour bloquer la colonne en place dans l'alésage, cette opération de blocage devant pouvoir etre effectuée rapidement et de façon que la-c-olonne -soit-tenue fermement dans une position prédéterminée.Dans ce but; il est possible d'utiliser des dispositifs de blocage bien connus parmi lesquels des- systèmes expansibles, des dispositifs-à écrous et autres pouvant être actionnés à partir de l'ex trémité -supérieure- de l-a colonne. I1 a été trouvé en particulier qu'un dispo- sitif de blocage- convenable est un système à batonnette pouvant être verrouillé par un vérin. De préférence, le -montage est tel que le bras articulé puisse pivoter -autour de l'extrémité du bras transversal et que son extrémité puisse venir en dessous du bras transversal. -Du--fait de cette possibilité dW pivotement le bras peut pivoter sur environ 3600 de sorte que la seconde partie du canal peut entre travaillée-après la première. En dehors d'une installation de haut fourneau équipée de la façon décrite, l'invention concerne aussi un appareil pour enlever le gar nissage réfractaire et l'outil à utiliser dans ce but, l'appareil comportant un bras articulé pivotant, un bras transversal et une colonne de la façon décrite ci-dessus. En particulier, l'invention concerne un tel outil dans le cas où il est muni à l'extrémité libre du bras articulé dtun adaptateur pour recevoir par exemple un marteau piqueur, une pelle à godet ou un fouloir pneumatique. Ce fouloir peut-avoir une forme -correspondant au profil du canal de coulée pour pouvoir entre utilisé pour fouler la masse de matiere dans le canal devant être réparé. Les-caractéristiques de l'invention ressortiront plus parti- culièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue schématique en plan d'un système de cana-ux d'un haut fourneau avec un appareil selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, - la figure 2 est une vue schématique partiellement en coupe montrant en élévation latérale un appareil selon l'invention monté sur la plate-forme de-coulée, - la figure 3 est une vie partiellement en coupe d'un détail de l'appareil -de la figure 2, - la figure 4 est une vue partiellement en coupe du détail de la figure 3 dans un état différent, et - ~ la figure 5 est une vue schématique en coupe d'un autre détail de- l'appareil de la figure 1. La figure 1 représente schématiquement la partie circulaire d'un haut fourneau 1 comportant un trou de coulée- 2, et successivement un canal de décharge 3, un trou d'écumage 4, un canal de by-pass 5 et un canal d'écoulement 6. Ce canal d'écoulement se termine au-dessus d'un point de coulée (non représenté) dans un dispositif récepteur de la fonte en fusion Un support fixe 7 est monté sur la plate-forme de coulée à cgté du trou d'écumage 4, pour supporter la colonne 8 qui peut être bloquée sur le. support au moyen dt'un volant 9. La colonne 8 porte un bras transversal 10 à l'extrémité duquel un bras articulé 11 est monté pour pouvoir pivoter. Suivant la fignYs 2 un marteau piqueur pneumatique 12 est monté à l'extrémité du bras 11, mais il peut être remplacé, par exemple, par une pelle à godet ou par un fouloir (non représenté). Il sera noté sur la figure 2 que le bras articulé s'étend dans le sens longitudinal du canal et que son point de pivotement est situé approximativement au-dessus du trou d'écumage, de sorte qu'à tout moment l'outil auxiliaire 12 est situé centralement au-dessus de l'axe du canal. Sur la figure 2, l'équipement auxiliaire est représenté en élévation latérale et partiellement en coupe. Le fond réfractaire et la surface supérieure du canal: d'écoulement sont désignés respectivement par les références 3a et 3b.Le support fixe 7 est monté sur la base 13 de la plate-forme de coulée et s'étend vers le haut à travers le lit dè sable 14. Le support fixe 7 peut être couvert quand il n'est pas utilisé par un couvercle 15, de la façon représentée sur la figure 4. Le support fixe comporte un élément sens i- blement tubulaire 16 traversant complètement la plate-forme de coulée et dans lequel peut être placée la colonne 8. La colonne 8 peut être bloquée au moyen du volant 9 et elle comporte de plus un élément de blocage par lequel elle peut outre maintenue en position dans le support fixe 7 (figure 5). Le bras transversal 10 est fixé rigidement à la colonne 8 et il s'étend dans une pos-ition déterminée dans la meme direction à partir de la colonne pour arriver- au-dessus du canal. Le bras articulé l1 est représenté en deux positions sur la figure 2, c'est-à-dire une position développée avec un marteau piqueur pneumatique à l'extrémité et en position rétractée avec une pelle à godet à son extrémité. Sur la figure 3 la colonne 8 est représentée montée pour être supportée par la partie tubulaire 16. Quand la colonne 8 a été enlevée lien semble de la partie supérieure dela partie tubulaire 16 peut être recouvert par un couvercle 15 de la façon représentée sur la figure 4. L'accouplement de la colonne 8 à l'élément tubulaire 16 est représenté schématiquement en coupe sur la figure 5. La colonne comporte des cannelures d'accouplement 28 complémentaires de cannelures 29 formées dans la paroi de l'élément tubulaire 16 de la façon représentée sur la figure 5. L'extrémité inférieure 20 de la colonne 8 repose sur un rebord 18 formé par un certain nombre de dents de la paroi intérieure de l'élément tubulaire 16. Un élément de verrouillage 19 comportant des dents complémentaires peut être engagé dans les dents rebord 18. En faisant-tourner l'élément de verrouillage 19 au moyen des tiges 21 et 22, les dents du rebord 18 sont mises en concordance avec les intervalles entre les dents de l'élément de verrouillage 19. Quand les tiges 21 et 22 sont élevées, la colonne 8 est bloquée contre le rebord 18 de l'élément tubulaire 16. Les tiges 21 et 22 peuvent entre tournées en faisant tourner une pièce transversale 23 fixée à un arbre 26. L'arbre 26 est tourné au moyen du volant 10. Les éléments 19, 21, 22 et 23 sont élevés par un vérin hydraulique 27 commandé par le volant 9. Bien entendu, la descritpion qui précède n'est pas limitative, et l'invention peut entre mise en oeuvre suivant d'autres variantes, sans que l'on sorte de son cadre. REVENDICATIONS 1. Appareil pour la réparation des canaux de coulée d'un haut fourneau comportant une plate-forme de coulée avec des canaux de coulée, tels qu'un canal de décharge et un canal d'écoulement pour le métal en fusion, ces canaux étant en matière réfractaire, et un dispositif mobile le long des canaux de coulée pour enlever le garnissage réfractaire des canaux de coulée endommagés, taractérisé en ce que le dispositif mobile est monté de façon mobile à l'extrémité d'un bras articulé pivotant monté sur une colonne defaçon amovible, un support fixe recevant le dispositif mobile, ce support fixe pouvant être couvert sur laplate-forme de coulée en dessous de la sur- face fade celle-ci. 2. Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que le bras articulé est monté sur la colonne sur un bras transversal dépassant de l'extrémité supérieure de la colonne jusqu'à une position au-dessus d'un trou de coulée. 3. Appareil selon-la revendication l ou 2 caractérisé en ce qu'un support fixe est placé approximativement dans une position intermédiaire de chacun des canal de coulée. 4. Appareil selon la revendication 1 ou-2 caractérisé en ce qu'un support fixe est placé à coté de chaque canal de coulée approsimati- vement au quart et aux trois quarts -de la longueur du canal. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le' support -fixe comporte un alésage s'étendant coi; là tement à travers la plate-forme de coulée, la colonne pouvant être fixe dans cet alésage dans une position prédéterminée. 6. Appareil selon la revendication-5 caractérisé en ce que la colonne est fixe dans l'alésage au moyen d'un dispositif choisi dans le groupe constitué par les systèmes expansibles, les dispositifs à serrage par boulons et des dispos-itifs analogues, actionnés à partir de l'extrémité supérieure de la colonne. 7. Appareil selon la revendication 6 caractérisé en ce que le dispositif de blocage comporte un dispositif à baïonnette bloqué par un vérin. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le bras articulé est monté pour pouvoir pivoter autour d'une extrémité du bras transversal et de plus que son extrémité peut atteindre un point en dessous du bras transversal. 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que l'extrémité du bras articulé comporte un dispositif de fixation pour un outil tel qu'un-marteau piqueur pneumatique, une pelle à godet ou un fouloir.