Brevet FR2360355A1 — publié le 19780303

La présente invention a pour objet une lance pour la projection d'un matériau, en particulier lance pour la gunitage. Pour garnir d'un revêtement des conduits et orifices dont la section est trop faible pour permettre l'utilisation des lances classiques, et en particulier pour réparer des trous de coulées de convertisseurs, des porte-vents de hauts-fourneaux, etc... on dispose à la main le matériau, constituant le revêtement Cette méthode manuelle présente divers inconvénients. En effet, par exemple, dans le cas d'un convertisseur, il faut vider les scories de ce dernier et le laisser refroidir avant de procéder à la réparation, celle-ci étant terminée, il faut reconstituer les scories dans ledit convertisseur, ce qui entrain des frais de plusieurs dizaines de milliers de francs belges.Pour une réparation manuelle d'un trou de coulée d'un convertisseur, il faut prévoir une période comprise entre 60 et 80 minutes, d'où longue immobilisation dudit convertisseur. En outre, le revêtement disposé à la main offre, par manque de compacité, une résistance nettement moins bonne que celle des revêtements réalisés par projection. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de procurer une lance permettant de réaliser ou reconstituer des revetements, par projection, dans des conduits ou orifices de section telle que même un revtement manuel est pratiquement impossible. Cette lance permet, par exemple dans le cas de convertisseur, de réparer le trou de coulée sans dégarnir le convertisseur de ses scories, d'où économie substantielle par rapport à la méthode manuelle de réparation, et sans le laisser refroidir. De plus, la lance permet de réaliser une réparation du revêtement du trou de coulée en environ une dizaine de minutes, d'où réduction appréciable du temps d'immobilisation du convertisseur.Enfin, le revetement réalisez par projection et donc sous pression à l'ai- de de la lance suivant l'invention présente une résistance d'au moins 50% supérieure à celle offerte par le revêtement effectué manuellement. A cet effet, la lance suivant l'invention comprend, à la bouche de la lance, des moyens agencés pour diriger et répartir le matériau suivant des directions transversales à l'axe de la lance, ces moyes étant monts sur la lance de manière à pouvoir être déplacés, pour faire varier la distance les séparant de la bouche de la lance, suivant une direction parallèle à l'axe de cette dernière afin de modifier l'angle de projection par rapport audit axe Suivant une forme de réalisation de linven- tion, les moyens susdits comprennent, pour diriger et répartir le matériau projeté par la lance, un élément ayant sensiblement l'allure d'un cbne droit de révolution dont l'axe coïncide avec l'axe de la lance et dont le sommet est tourné vers la bouche de cette dernière. Suivant un mode de réalisation avantageux de l'invention, la surface latérale de l'élément est concave, au moins dans la zone proche de sa base. Suivant une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention, l'élément est constitué d'au moins deux pièces superposées dont les axes cotncident, une première pièce, qui comprend le sommet de ltélément, d'allure conique réalisée en une matière particulièrement résistante à l'abrasion, telle qu'un acier spécial au chrome-vanadium, et une seconde pièce, qui comprend la base de l'élément, d'allure tronconique réalisée en acier. L'invention a également pour objet une machine pour la projection d'un matériau, en particulier pour le gunitage, équipée de la lance susdite et comprenant un appareil de gunitage auquel est raccordée la lance, par un tuyau flexible, un porte-lance agencé, d'une part, pour permettre le réglage de la position de l'axe de la lance dans un plan vertical et, d'autre part, pour permettre la translation de la lance suivant une direction parallèle à son axe et la rotation de la lance autour de ce dernier, un pistolet de projection et un volant fixés à l'extrémité de la lance opposée à la bouche de cette dernière et ùn dispositif d'alimentation en eau sous pression répartissant l'eau dans le pistolet pour humidifier le matériau à projeter. D'autres détails et particularités de l'in vention ressortiront de la description des dessins annexés au présent mémoire et qui représentent, à titre d'exemples on limitatifs, des formes de réalisation particulières de la lance et de la machine suivant l'invention. La figure 1 est une vue en élévation, avec brisures partielles, de la lance suivant l'invention. La figure 2 est une vue en coure, suivant la ligne II-II de la figure 1. La figure 3 est une vue analogue à la figure 1 montrant une variante de la lance représentée à ladite figure 1. La figure 4 est une vue schématique, en élévation, d'une machine suivant l'invention. La figure 5 est une vue en plan correspondant à la figure 4. La figure 6 est une vue, suivant la ligne VI VI de la figure 4, montrant un détail de la machine représenté à plus grande échelle que celle de la figure 4, Dans les différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques ou analogues. La lance 1 suivant l'invention et représentée aux dessins comprend, à la bouche 2 de la lance, des moyens 3 agencés pour diriger et répartir le matériau à projeter suivant des directions transversales à l'axe 4 de la lance. Ces moyens 3 sont montés sur la lance de manière à pouvoir être déplacés, pour faire varier la distance 5 les séparant de la bouche 2 de la lance, suivant une direction parallèle à l'axe 4 de la lance afin de modifier l'angle de projection du matériau par rapport audit axe 4, cet angle de projection a augmentant lorsque les moyens 3 sont rapprochés de la bouche 2 de la lance.Les moyens 3,montés à la figure 1, comprennent, pour diriger et répartir le matériau projeté par la lance sur la paroi à garnir, un élément 6 ayant sensiblement l'allure d'un cne droit de révolution dont l'axe coïncide avec l'axe 4 de la lance et dont le sommet 7 est tourné vers la bouche 2 de ladite lance. Pour reduire la friction du matériau sur la surface latérale de l'élément 6 et pour déterminer des angles de projection favorables au travail à effectuer, cette surface latérale est avantageusement concave.Etant donné que cet élE- ment 6 reçoit, dans sa zone proche du sommet 7, l'impact d'un matériau se déplaçant à grande vitesse, de l'ordre de 50 mètres seconde, et sous pression de l'ordre de 3 g, il est intéressant, pour augmenter la longévité dudit élément sans rendre prohibitif son prix de revient, de réaliser ce dernier à l'aide des matières différentes choisies en fonction des sollicitations auxquelles l'élément est soumis, c'est ainsi que, comme montré à la figure 2, l'élément 6 est réalisé en deux pièces 8 et 9 superposées, la pièce 8 comprenant le sommet 7 de l'élément qui subit l'impact du matériau étant en une matièrtaxticulièrement résistante à 1'abrasion, tel qu'un acier spécial au chrome-vanadium, tandis que la pièce 9, sur laquelle le matériau glisse, est réalisée en acier Pour renforcer encore le sommet 7 de l'élément, la pièce 8 peut présenter, dans sa zone proche dudit sommet, une garniture de tungstène ou de diamant industriel. La pièce 8 de l'élément 6 présente la forme d'un cône droit de révolution, à sommet soit légèrement tronqué, soit arrondi pour mieux résister à l'abrasion, tandis que la pièce 9 est d'allure tronconique, la surface latérale de cette pièce 9 étant concave. Pour réduire le frottement et de là l'abrasion du matériau projeté sur la pièce 9, qui est réalisée en acier, on crée avantageusement un coussin d'air autour de cette pièce 9, coussin sur lequel glisse le matériau projeté. Ce coussin d'air est créé en prévoyant une pièce 8 dont la base 10 est plus grande que la petite base 11 de la pièce 9 qui vient s'appliquer contre ladite base 10 pour former l'élément 6. L'élément 5 ou les pie- ces 8 e 9 sont fixées1 par un boulon 12, sur un disque 13 dont l'axe concise avec l'axe des pièces et dont le diamètre correspond au diamètre de la grande base de la pièce 9. L'ensemble pièces 8 et 9 et disque 13 est à son tour fixé, par des tiges 14 en acier spécial résistant à l'abrasion et dont les axes sont parallèles à l'axe 4 de la lance, à une pièce annulaire 15 fixée à un manchon taraudé 16 destiné à être vissé sur la lance, le réglage de la distance 5 séparant le sommet 7 de 1 'é- lément 6 de la bouche 2 de la lance s'effectuant en visant tourner ledit manchon sur l'extrémité filetée 17 de la lance.La pièce annulaire 15 a un diamètre légèrement supérieur au dia mètre du disque 13 et est crénelée à sa périphérie de sorte que, en faisant tourner la lance 1 autour de son axe et de là la pièce 15 qu'elle porte, ladite pièce 15 égalise, en agissant comme une fraise, la matière projetée et donne au conduit qu'elle forme une section uniforme correspondant à la section de cette pièce 15. L'ensemble forme par l'élément 6 et ses pièces de support 13, 15 et 16 étant aisément séparé de la lance, on peut choisir des ensembles correspondant au diamètre intérieur du conduit à réaliser On peut également déterminer des angles de projection précis en choisissant la concavité de la surface latérale de l'élément 6. La machine suivant l'invention et montrée aux dessins est destinée à permettre un réglage précis de la position de l'axe de la lance et le maintien de cette position pendant les travaux de projection au cours desquels la lance est animée d'un mouvement de translation parallèle à son axe et d'un mouvement de rotation autour de ces derniers. Cette machine étant mobile, il suffit de choisir une longueur de lance telle que le personnel qui manoeuvre la machine puisse se trouver à une distance telle de l'appareil, tel que conver- tisseur, à traiter qutil ne subisse pas les radiations calorifiques émises par cet appareil.Cette machine comprend un appareil de gunitage 17' auquel est raccordée la lance 1 par un tuyau flexible 18, un porte-lance 19 agencé, d'une part, pour permettre le réglage de la position de l'axe 4 de la lance dans un plan vertical et, d'autre part, pour permettre la translation de la lance suivant une direction parallèle à son axe et la rotation de la lance autour dudit axe, un pistolet de projectioll 20 et un volant de commande 21 fixés à l'etrêmi- té 22 de la lance opposée à la bouche 2 de cette dernière et un dispositif d'alimentation 22' en eau sous pression répartissant uniformément l'eau dans le pistolet 20 pour humidifier le matériau à projeter.L'appareil de gunitage 17', le portelance 19 et le dispositif 22' sont montés sur un chassies 23 pourvu de roues 24, le porte-lance 19 étant articulé sur le chassies de manière à ce que l'axe 4 de la lance se deplace dans un plan vertical perpendiculaire à l'axe des roues 24. Le porte-lance 19 est constitue de de apports 25 et 26 coopérant chacun avec la lance à proximité d'une de ses extrémités. Le support 25 coopère avec 1 trémité 17 et est monté à pivotement, sur le chassies 23, autour d'un axe 27 parallèle à l'axe des roues 24.Le support 26 coopère avec l'extrémité de la lance où sont montés le pistolet 20 et le volant de commande 21 et est constitué de tubes verticaux télescopiques 28 et 29 immobilisés en position choisie par une broche 30. Les extrémités 31 et 32 des supports 25 et 26 sont pourvues de poulies 33 réunies par un cible 34 commandé par un tambour 35 monté sur le tube 28 du support 26, les poulies 33, le cable 34 et le tambour 35 étant agencés pour faire pivoter le support 25 autour de l'axe 27 pour régler l'inclinaison de l'axe 4 de la lance par rapport à une horizontale, tandis que la hauteur de l'axe de la lance est réglée en faisant coulisser le tube 29 dans le tube 28 qui est fixé au châssis 23. Chacun des supports 25 et 26 est pourvu d'un dispositif de maintien axial de la lance autorisant la translation de la lance suivant son axe et la rotation de la lance autour de ce dernier, dispositif constitué par au moins deux poulies à gorge 36 disposées de part et d'autre de la lance 1 et prenant appui sur cette dernière, ces poulies 36 pivotant librement autour de leurs arbres 37, ces arbres 37 étant montés dans deux flasques 38 articulés sur le support correspondant autour d'un axe 39 passant par l'axe 4 de la lance 1. Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites et que bien des modifications peuvent être apportées à ces dernières sans sortir du cadre du present brevet. REVENDICATIONS 1. Lance pour la projection d'un matériau, en particulier lance pour le gunitage dans des conduits ou orifices de faible section, caractérisée en ce qu'elle comprend, à la bouche de la lance, des moyens agencés pour diriger et répartir le matériau suivant des directions transversales à l'axe de la lance, ces moyens étant montés sur la lance de manière à pouvoir être déplacés, pour faire varier la distance les séparant de la bouche de la lance suivant une direction parallèle à l'axe de cette dernière afin de modifier l'angle de projection par rapport audit axe. 2. Lance suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens susdits comprennent, pour diriger et répartir le matériau projeté par la lance, un élément ayant sensiblement l'allure d'un cône droit de révolution dont l'axe coïncide avec l'axe de la lance et dont le sommet est tourné vers la bouche de cette dernière. 3. Lance suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la surface latérale de l'élément est concave, au moins dans la zone proche de sa base. 4. Lance suivant l'une ou l'autre des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que l'élément est constitué d'au moins deux pièces superposées dont les axes coinci- dent, une première pièce, qui comprend le sommet de l'élément, d'allure conique réalisée en une matière particulièrement resistante à l'abrasion, telle qu'un acier spécial au chrome-vanadium, et une seconde pièce, qui comprend la base de l'élément, d'allure tronconique réalisée en acier 5. Lance suivant la revendication 4, carac térisee en ce que la surface latérale de la première pièce susdite est, dans za zone proche du sommet, garnie soit de tungstène, soit de diamants industriels. 6. Lance suivant l'une ou l'autre des reven- dications- 4 et 5, caractérisée en ce que la première pièce est un cône droit de révolution dont le sommet est arrondi et dont la base est plus grande que la petite base de la seconde pièce précitée, la surface latérale de cettedernièLe étant concave. 7. Lance suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce tnee les deux pièces susdites sont fixées sur un disque dont l'axe coricide avec l'axe de l'élément et dont le diamètre est égal au diamètre de la base de l'élément, ce dernier et le disque étant fixés, par des tiges en acier spécial résistant à l'abrasion et dont les axes sont parallèles à l'axe de la lance, à une pièce annulaire fixée à un manchon taraudé destiné à être vissé sur la lance qui présente un filet à son extrémité, le réglage de la distance de l'élément précité de la bouche de la lance s 'ef- fectuant en faisant tourner ledit manchon. 8. Lance suivant la revendication 7, carac térisée en ce que le diamètre de la pièce annulaire susdite est légèrement supérieur au diamètre du disque supportant l'élément. 9. Lance suivant l'une ou l'autre des revendications 7 et 8, caractérisée en ce que la périphérie. de la pièce annulaire est crénelée. 10. Machine pour la projection d'un matériau, en particulier pour le gunitage, équipée d'une lance suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9 , caractérisée en ce qu'elle comprend un appareil de gunitage auquel est raccordée la lance, par un tuyau flexible, un porte-lance agencé, d'une part, pour permettre le réglage de la position de l'axe de la lance dans un plan vertical et, d'autre part, pour permettre la translation de la lance suivant une direc tion parallèle à son axe et la rotation de la lance autour de ce dernier, un pistolet- de projection et un volant fixés à J'extrémité de la lance opposée à la bouche de cette dernière re et un dispositif d'alimentation en eau sous pression répartissant l'eau dans le pistoit pour humidifier le matériau à projeter. 11. Machine suivant la revendication 10, caractérisée en ce que l'appareil 1 de gunitage, le porte-lance et le dispositif d'alimentation d'eau sont disposés sur un ch ssis monté sur roues, le porte-lance étant articulé sur ledit 'châssis pour que L'axe de la lance se déplace dans un plan vertical perpendiculaire à l'axe des rDues. 12. Machine suivant la revendication 11, carac térisée en ce que le porte-lance susdit est constitué de deux supports coopérant chacun avec la lance à proximité d'une de ses extrémités, le premier support coopérant avec la lance à proximité de la bouche de cette dernière étant monté à pivotement sur le chassies précité autour d'un axe parallèle à l'axe des roues tandis que le second support coopérant avec l'autre extrémité de la lance est constitué de tubes verticaux télescopiques, des moyens étant prévus pour immobiliser ces tubes en position choisie, les extrémités des supports les plus éloignées du chassies étant pourvues de poulies réunies par un cible commandé par un tambour monté sur le tube du second support fixé au chassis, les poulies, le cible et le tambour étant agencés pour faire pivoter le premier support par rapport au ch ssis, chacun des supports comprenant un dispositif de maintien axial de la lance constitué d'au moins deux poulies à gorge disposées de part et d'autre de la lance et prenant appui sur cette dernière, ces poulies pivotant librement autour de leur arbre, les arbres des poulies étant montés dans deux flasques articulés sur le support autour d'un axe passant par l'axe de la lance.