Brevet FR2234946A1 — publié le 19750124

La présente invention est relative à un dispositif tournant pour le déplacement de poches d'aciérie En particulier, lorsque l'on réalise la coulée continue de l'acier, il est dans la pratique souvent nécessaire de réaliser cette coulée continue dans une travée de bâtiment qui n'est pas celle où se réalise l'élaboration de l'acier, et où se remplit la poche de coulée qui peut contenir un poids important d'acier en fusion, par exemple de l'ordre de 50 à 150 tonnes. Il est alors nécessaire de construire dans la travée qui contient le dispositif de coulée continue, un important pont roulant. Pour Rallier cet inconvénient, il a déjà été proposé de réaliser des dìspositifs de transfert pivotant autour d'un axe vertical, connus sous le nom de "tourniquet". De tels dispositifs sont montés sur des socles massifs généralement er béton qui supportent à une hauteur correspondant au niveau de la coulée continue, un dispositif comportant deux bras horizontaux - :3-?tibles de recevoir à l'extrémité de chacun d'eux une poche de coulée, ledit dispositif pouvant pivoter autour d'un axe vertical Le dispositif de pivotement qui supporte le tourniquet comporte généralement un roulement de grand diamètre tel que ceux qui sont utilisés dans les grues. La rotation du tourniquet a pour effet d'amener la poche d'acier à l'intérieur de la travée où se réale la coulée continue, cette poche pouvant ensuite etre progressivoment vidée pour réaliser la coulée. Dans certaines applications de coulée continue il est important de pouvoir modifier la position verticale des poches sur le tourniquet afin d'obtenir une alimentation facilement contro- lable du dispositif récepteur, par exemple un moule de coulée continue rotative à partir de l'acier contenu dans la-poche, par l'intermédiaire dtun meme tundish dont les divers débits dans les lingotières sont réglés par des quenouilles. Le jet sortant de la poche doit en effet être protégé contre l'oxydation de l'air grâce à un tube en matière réfractaire fixé sous la poche et plongeant dans le bain liauide du tundish. Or pendant la coulée il faut pouvoir déboucher, si nécessaire, le trou de coulée avec un jet d'oxygène et il est alors nécessaire de soulever la poche et le tube suffisamment haut audessus du tundish pour procéder à cette opération. Or les mécanismes nécessaires pour assurer la mobilité des poches du tourniquet dans le sens vertical accroissent encore l'encombrement déjà important du moule qui occupe une place importante au voisinage de la ligne de coulée continue. De plus le poids du tourniquet se trouve encore accru, ce qui rend plus coûteuse et plus compliquée la réalisation du massif de béton ou de la charpente nécessaire pour supporter le tourniquet. L'invention se propose de fournir un dispositif tournant pour le déplacement de poches de coulée d'aciérie qui remédie à ces inconvénients et qui permet de modifier la position verticale des poches tout en ne présentant qu'un encombrement réduit permettant de dégager au maximum la plate-forme d'utilisation, par exemple une plate-forme de coulée continue, et en abaissant le poids à supporter ainsi que le prix de revient. La présente invention a pour objet le produit industriel nouveau que constitue un tourniquet pour le déplacement de poches de coulée, du type dans lequel un corps tournant autour d'un axe vertical est muni de deux bras diamétralement opposés susceptibles de recevoir chacun une poche de coulée, caractérisé par le fait que chaque bras présente une forme de fourche, articulée par sa base autour d'un axe horizontal monté dans la partie supérieure du corps tournant, les deux extrémités de la fourche recevant chacune un support vertical de poche articulé autour d'un pivot horizontal reçu dans l'extrémité correspondante, chaque support vertical étant d'autre part articulé à l'extrémité d'une bielle dont l'autre extrémité est articulée à la partie supérieure du corps de façon que la bielle forme avec la branche correspondante de la fourche du bras un parallélogramme articulé dé for- mable qui maintient constamment le support de poche en direction verticale pendant la rotation du bras. Dans un mode de mise en oeuvre préféré les bielles sont disposées au-dessus des bras et sont articulées à la partie supérieure du corps par un axe d'articulation commun à l'ensemble des bielles. Selon une forme de réalisation particulièrement avantageuse le corps supportant les articulations des vérins est principalement constitué d'un élément tubulaire rigide vertical. s'étendant coaxialement autour d'un second élément tubulaire interne reposant par sa base sur la structure ou charpente de l'installation et présentant à sa partie supérieure un pivot vertical, le premier élément tubulaire rigide' étant monté pivotant autour de l'élément intérieur par un premier palier disposé entre les dieux éléments rigides sensiblement à leur base, et d'un pa- lier supérieur disposé autour dudit pivot vertical, un roulement de butée verticale étant prévu au niveau dudit pivot. Selon une forme de mise en oeuvre avantageuse des vérins de levage s'étendent obliquement vers le haut et sont articulés à leur partie inférieure sur le corps tournant et R leur partie supérieure sur l'extrémité correspondante du bras. De façon avantageuse la base des éléments rigides est disposée au niveau d'un plancher intermédiaire de la structure de l'installation, l'articulation des vérins sur-le corps tournant étant alors disposée sensiblement au niveau du plancher su périeur de coulée. Selon un mode de mise en oeuvre particulier de l'invention les extrémités de la fourche qui constitusnt un bras pré3en- tent elles-memes une forme de fourche à l'intérieur de laquelle est articulé le support vertical de poche autour d'un pivot horizontal supporté par les deux éléments de la fourche d'extrémité, par l'intermédiaire d'un-dispositif de pesage en soi connu. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaitront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif, et se référant au dessin annexé dans lequel - la figure 1 représente une vue en élévation, avec coupe axiale partielle du tourniquet selon l'invention, - la figure 2 représente une vue de dessus du tourniquet avec une coupe au niveau des bielles, - la figure 3 représente une vue en coupe partielle au niveau des extrémités de bras, - la figure 4 représente une vue en coupe horizontale du tourniquet au niveau des articulations des vérins sur le corps tournant. En se référant à la figure 1 on voit un plancher intermédiaire i d'une structure d'une installation de coulée continue verticale rotative comprenant notamment un moule 2 supporté par un plancher supérieur 3, ledit mqule 2 étant alimenté dans des conditions rigoureusement constantes par l'intermédiaire d'un tundish 4. Le plancher 1 supporte une couronne inférieure 5 ayant une section en équerre et dont l'extrémité de la partie verticale supporte un élément tubulaire d'acier rigide 6 s'étendant verticalement vers le haut. A sa partie supérieure l'élément tubulaire 6 présente une plaque d'extrémité 7 supportant elle-même un court pivot vertical 8. Autour du tube intérieur 6 est disposé un second tube vertical rigide concentrique 9 se terminant S sa partie supérieure par une tête 10. Le corps tournant 9 est susceptible de tourner autour de l'-axe vertical commun grâce a un premier roulement 11 disposé entre la partie verticale de la couronne 5 et l'extrémité du corps 9, et un second roulement 12 disposé entre le pivot 8 et une couronne intérieure 13 portée par l'extrémité supérieure du tube 9. Un roulement horizontal 14 est interposé entre le pivot 8 et la face centrale inférieure de la tête 10 pour servir de butée 'verticale rotative. Vers son extrémité inférieure l'élément rigide externe 9 possède une couronne dentée 15 oui permet lsentralnement en rotation verticale de ltelément 9 par l'intermédiaire d'une chal- ne 16 entraînée par un moteur convenable 17. La tête 10 qui surmonte l'élément tubulaire 9 présente, symétriquement par rapport à l'axe vertical commun, deux axes horizontaux 18a et 18b autour desquels sont articulé les deux bras 19a et 19b présentant une forme de fourche comme on le voit notamment sur la figure 2, là base de chaque fourche étant articulée autour de l'axe horizontal 18a ou 18b et les deux extrémités de chaque fourche étant elles-mêmes divisées-- de façon fourchue pour former des pattes parallèles 20a, 20b.Entre les dif férentes pattes 2boa, ou 20b, sont articulés, autour de pivots 21a, 21b portés par les pattes respectives, quatre supports verticaux-de poche 22a et 22b présentant chacun comme on le voit notamment sur la figure 3, une douille cylindrique 23 présentant entre sa surface intérieure et le pivot 21b un dispositif de pesage 24 d'un type connu. Le support vertical de poche 22b pré- sente encore une patte 25 solidaire de la douille 23, la partie supérieure de cette patte 25 possédant une- échancrure convenable 26 susceptible de recevoir la partie inférieure deuil'un des deux éléments d'accrochage 27b de la poche 28b.A l'écart de cette échancrure 26la patte 25 présente encore une articulation 28 permettant -l'articulation de l'extrémité fourchue--d'une bielle 29b dont l'autre extrémité est articulée autour d'un axe horizontal 30 disposé centralement à ltextrémité supérieure de la tete 10. Comme on le voit'notamment sur les figures 1 et 2 l'axe 30 est commun à la totalité des leviers à savoir les deux leviers 29b coopérant avec les supports 22b et les leviers 29a coopérant avec les supports 22a.La distance entre l'articulation 28 et l'articulation 70 est égale à la distance entre l'articulation 18b et le pivot 21b , les différents axes géométriques des dif férentes articulations étant de plus parallèles de sorte que le bras 19b forme avec le levier 29b, la tête 10 et le support 25 un parallélogramme articulé permettant de maintenir constante la direction verticale du support 22buelue soit la position du bras 19b autour de son axe. Afin d'assurer le levage des bras 19a, 19b autour de leurs axes respectifs 18a, 18b, Il -est prévu, conformément-d l'invention , quatre vérins, à savoir deux vérins 31a pour le bras 19a et deux vérins 32b pour le bras l9b. Ces vérins sont articulés-par leurs extrémités inférieures sur le corps tubulaire tournant 9, sensiblement au niveau du plancher 3, grâce R une couronne 33 qui supporte, de part et d'autre du corps 9, deux pièces d'articulation 34 présentant chacune deux fourches d'articulation 35a, 35b pour recevoir, sur des pivots d'articulation horizontaux, les extrémités des différentes tiges de vérins Les extrémités supérieures des vérins sont d'autre part respectivement articulées sur les extrémités des fourches des bras grâce à des pattes d'articulation 36 solidaires desdites fourches de sorte que la direction des vérins est ohlique en s'étendant vers l'exté- rieur depuis le corps 9 vers les extrémités des bras 19a, l9b, les directions des plans verticaux contenant les axes de vérins 37a, 37b étant également inclinées, comme on le voit sur la figure 4 afin d'appliquer deiefforts des vérins contre la paroi du corps tubulaire 9. On voit, notamment sur la figure 1, nue le tourniquet selon l'invention permet une réduction importante de l'encombrement, compte tenu des performances extrêmement élevées demandées à de tels tourniquets qui doivent supporter des poches de plus de 100 tonnes. En particulier, on constate que grâce à l'inven- tion il est possible de conférer au tourniquet un diamètre extérieur maximum qui n'est pas supérieur au double du diamètre d'une poche de sorte que le tourniquet présente, lorsqu'il porte les poches, un diamètre qui ntest pas supérieure au triple du diamètre des poches. Par ailleurs, le diamètre du corps cylindrique 9 peut etre relativement faible, par exemple de l'ordre de deux mètres, ce qui permet de dégager le moule et de disposer autour du moule différents dispositifs annexes utiles à la coulée continue. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on t eut lui apporter différentes modifications de forme sans pour cela s'éoiner ni de son cadre ni de son esprit. REVENDIGATIONS - 1. Dispositif tournant pour le déplacement de poches de coulée d'aciérie, du type dans lequel un corps tournant autour d'un axe vertical est muni de deux bras diamétralement opposés susceptibles de recevoir chacun une poche de coulée-caractérisé par le fait que chaque bras présente une forme de fourche articulée par sa base autour d'un axe horizontal fixé à la partie supérieure du corps tournant, les deux extrémités de la fourche recevant chacune un support vertieal de poche articulé autour d'un pivot horizontal reçu dans ladite extrémité, chaque support étant articulé à l'extrémité d'une bielle dont l'autre extrémité est articulée à la partie supérieure dudit corps, de façon telle que le bras forme à chaque fois avec la bielle correspondante un parallélogramme articulé déformable maintenant constamment le support en direction verticale pendant la rotation du bras. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit corps tournant comprend un élément rigides tubulaire vertical susceptible de tourner autour d'un second élément rigide tubulaire coaxial fixe par l'intermédiaire d'un palier disposé sensiblement à la base desdits deux éléments tubulaires et d'un second palier disposé à l'extrémité supérieure dudit élément tubulaire intérieur, un roulement de butée verticale étant disposé entre ledit corps tournant et ledit élément tubulaire intérieur. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que pour assurer le levage des bras, il comporte des vérins s'étendant obliquement vers le haut, articulés à leur partie inférieure sur ledit corps tournant et à leur partie supérieure sur- l'extrémité correspondante du bras. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé par le fait que chaque-extrémité de fourche est conformée elle-même en fourche pour recevoir, autour d'un pivot horizontal, le support de poches, un dispositif de pesée étant disposé entre ledit pivot et ledit support. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qué ledit support vertical présente pour la réception d'un organe de préhension de la poche,-une échancrure supérieure. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisé par le fait que ledit support vertical présente, autour du pivot une douille cylindrique supportant elle-même une patte portant 11 échancrure et l'articulation de la bielle correspondante. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 6, caractérisé par le fait que la partie supérieure du corps forme une tête comprenant deux axes horizontaux parallèles autour desquels sont respectivement articulés les deux bras. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que lesdites bielles sont toutes articulées autour d'un axe horizontal commun disposé centralement dans l'extrémité supérieure du corps. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le -fait que les vérins sont articulés sur le corps tournant en une portion intermédiaire dudit corps. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que l'articulation des vérins sur le corps steffectue par l'intermédiaire d'une couronne supportantdes pièces d'articulation présentant des parties orientées de façon à transmettre l'effort des vérins vers la paroi du corps tournant.