Brevet FR2464303A1 — publié le 19810306

Jusqu'à présent, le débouchage des trous de coulée de la fonte dans des hauts fourneaux s'effectuait selon le procédé classique de foration de la masse de bouchage, à l'aide d'une perforatrice rotative et percutante, soit au moyen d'un taillant en acier pour le début du trou, avec finition par envoi d'oxygè- ne ou par utilisation doube barre non récupérable jusqu'à venue en contact de celle-ci aveo la fonte, soit en une seule opéra- tion au moyen d'un tube taillant non réutilisable qui vient en contact avec la fonte, par exemple à la façon décrite dans le brevet français no 2 093 292. Une teohnique différente commence à %tre utilisée. Elle consiste à forer un trou sur une longueur d'environ les deux tiers de l'épaisseur de la paroi du haut fourneau, dans la masse encore fralche immédiatement après le bouchage, à introduire à force, immédiatement apr&ès, dans le dernier tiers du trou, une barre d'acier qui pénètre dans la fonte liquide, dépasse à l'ex- térieur du gendarme dans la rigole de coulée et présente à son ex- trémité libre un organe d'accrochage, puis, au moment du déboucha- ge, à accrocher à cette barre un dispositif qui produit une ex- traction rapide, ce qui permet l'écoulement de la fonte liquide dans la rigole de coulée. Les dispositifs qui existent sur le marché permettent de réaliser cette succession d'opérations, mais nécessitent d'une part l'emploi de marteaux à double frappe, avec rotation séparée, de façon que l'effet de choc agisse dans le sens du tirage vers l'arrière, sans mouvement de rotation, et d'autre part une inter- vention manuelle pour accrocher la barre restée dans le trou au système de tirage fixé surla déboucheuse qui avait été préalable- ment ramenée en position de repos pour dégager la rigole, en vue de sa réfection, apr&s le précédent bouchage. Mais l'emploi de marteaux à double frappe et à rotation séparée est onéreux, et l'accrochage manuel est dangereux; de plus, il nécessite deux opé- rateurs,l'un au pupitre de commande de la machine, et l'autre à proximité du trou de coulée. L'invention a en conséquence pour objet une solution plus économique et plus sûre, pouvant s'adapter aux déboucheuses existantes, en utilisant notamment un manchon de frappe de concep- tion partieulière. Un dispositif suivant l'invention pour enfoncer et re- tirer, par percussion à l'aide d'un seul marteau et avec accro- chage automatique, une barre, par exemple une barre (appelée ci- après "barre perdue") en contact avec la fonte et faisant saillie à l'extérieur d'un haut fourneau, comprend une glissière dont une extrémité porte un organe de guidage soit pour une allonge reliée à un outil de percussion soit pour la "barre perdue" précitée, cette glissière pouvant tourner par rapport à un axe vertical si- tué à une certaine distance d'elle et pivoter autour d'un axe horizontal entre une position de repos et une position de travail, et un chariot capable de coulisser le long de cette glissière sous l'action d'un moteur et sur lequel se trouve un marteau, et il est caractérisé en ce que: a) au marteau précité peut ttre as- socié soit un premier raccord, tournant, auquel peut ttre fixée une allonge portant un outil de frappe, soit un second raccord, mobile à l'intérieur d'un manchon de frappe auquel peut ttre fi- xée la "barre perdue" précitée de façon à recevoir les impulsions de frappe du marteau; et b) l'organe de guidage précité comprend un dispositif d'encliquetage mécanique avec lequel la "barre per- due" vient en prise automatiquement et duquel cette barre peut ttre libérée à distance. D'après une autre caractéristique importante de l'invention a) le manchon de frappe précité est percé d'un premier alésage axial borgne capable de recevoir la -barre perdue", présentant un logement perpendiculaire à l'axe du manchon et débouchant dans cet alésage axial, et d'un second alésage axial borgne capable de re- cevoir le raccord mobile précité afin de relier le marteau à la "barre perdue";b.) ce manchon est susceptible d'être fixé à un se- cond chariot tracteur, capable de coulisser le long de la glis- sière en synchronisme avec le premier, par une pièce de frappe mu- nie d'une broche amovible de maintien; et c) une clavette de ver- rouillage peut Ptre introduite dans le logement précité pour main- tenir la "barre perdue" en prise avec le manchon de frappe. Sur les dessins annexés: La figure 1 est une élévation très schématique de l'ensemble de l'appareil équipé pour percer un avant-trou dans un haut fourneau. La figure 2 est une vue de dessous suivant la flèche II de la figure 1 et montre la potence qui supporte l'appareil. La figure 3 est une coupe partielle à plus grande échelle et montre un support d'extracteur sur lequel est monté un manchon de frappe dans la position correspondant à l'enfoncement d'une "bar- re perdue'. La figure 4 est une coupe par IV-IV de la figure 3. la figure 5 est une coupe partielle analogue à la fi- gure 3 mais montrant le manchon de frappe dans la position qui correspond à l'extraction d'une"barre perdue.' La figure 6 est une coupe partielle analogue à la fi- gure 3 mais montrant le manchon de frappe pr&t à 'tre démonté. La figure 7 est une vue partielle à plus grande échel- le d'un dispositif de guidage et d'encliquetage pour une allonge porteuse d'un taillant destiné au perçage d'un avant-trou dans la paroi d'un haut fourneau ou pour une"barre perdue à enfoncer dans le trou de coulée ou à en extraire. Sur les figures 1 à 3, on voit l'appareil suivant l'invention eL. position de travail au voisinage d'une paroi d'un haut fourneau 1 dans laquelle doit -tre percé un trou de coulée. Cet appareil comprend essentiellement une glissière 2 le long de laquelle sont déplaçables, sous l'action de moteurs non représen- tés, un chariot support de marteau 3 de type connu (figure 1) et un chariot support d'extracteur 4 (figures3) qui sera décrit plus loin. La glissière 2 est montée sur une potence 5 de façon à pouvoir pivoter, comme le montre la flèche P de la figure 2, autour d'un axe vertical 6, entre une position de repos non re- présentée et la position de travail de la figure 1 et récipro- quement, et autour d'unaxe horizontal 7 entre une position hori- zontale de repos et la position inclinée de travail représentée figure 1. À l'extrémité de la glissière 2 éloignée du chariot 3 se trouve un dispositif 8 pour assurer le guidage et l'enclique- tage soit d'une allonge 9 portant un taillant 10 pour le perçage d'un avant-trou de coulée dans la paroi du-haut fourneau t (fi- gure 1), soit d'uneubarre perdue 11 (figures 3 et 5) à enfoncer dans le trou de coulée ou à en extraire comme on le décrira plus loin. Un support 12 (figure 1) prolonge vers le haut le disposi- tif 8 et reçoit une butée 13 capable de venir en contact avec la paroi du haut fourneau 1. Enfin, un marteau 14 porté par le cha- riot 3 et actionné de façon connue est relié par un raccord 15 (figure 1) ou 16 (figure 3) soit à un manchon classique 17 auquel est fixée l'allonge 9 (figure 1) soit à un manchon de frappe 18 porté par le chariot 4 (figure 3) et qui va maintenant être dé- crit. Sur les figures 3 à 6, on voit l'ensemble du chariot 4 de support du mécanisme auquel est reliée la4 barre perdue"11 ià enfoncer ou à extraire. Ce mécanisme comprend essentiellement le manchon de frappe 18 qui est percé longitudinalement de deux alésages alignés axialement, l'un, 19, pour recevoir la barre 11, et l'autre, 20, pour recevoir le raccord 16. L'alésage 19 se prolonge vers l'extérieur par un entonnoir 19a, et l'alésage est à section en ti et débouche à l'air libre en 20a (figure 6) pour faciliter l'introduction du raccord 16. Un alésage 2.1 capable de recevoir une clavette de verrouillage 22 est ménagé dans le corps du manchon 18 et débouche dans l'alésage 19. Cet- te clavette possède à son extrémité inférieure une partie incli- née 22a qui lui permet d'ttre soulevée, lorsqu'elle occupe la position de la figure 5, par l'introduction d'une barre Il dans l'alésage 19 du manchon de frappe 18. Si ce manchon est tourné jusqu'à la position représentée sur la figure 3, la clavette 22 sort par gravité de l'alésage 21; elle est en conséquence avan- tageusement reliée au manchon 18 par une cha!nette non représen- tée. Enfin, le manchon 18 possède une partie médiane 18a de dia- mètre réduit, dont la forme est visible sur les figures 3, 5 et 6, qui lui permet d'letre relié au chariot 4 au moyen d'une pièce de frappe 24 (figures 3 à 6). Cette pièce comprend une partie verticale 25 perpendiculaire à l'axe longitudinal de la glissiè- re 2 et dont la forme est visible figure 4, et deux parties ver- ticales latérales 26 dont une seule est visible sur les figures 3, 5 et 6. La partie 25 est percée d'une ouverture 27 pour rece- voir le manchon 18, et de part et d'autre de son sommet s'éten- dent deux parties horizontales non représentées dont la plus grande dimension est perpendiculaire à la glissière 2. le chariot 4 comprend une plaque horizontale 28 avec laquelle font corps d'une part deux pièces verticales 29 parallèles à l'axe longitudinal de la glissière 2 et d'autre part une pièce verticale 30 (figure 4) dont la forme plus ou moins en U inversé correspond à celle de la pièce de frappe 24 et dont la base est percée d'un orifice 31 pour recevoir un bou- lon 32 de fixation à la plaque 28. Des saillies 33 (figure 4) de la pièce 25 coopèrent avec des saillies 34 de la pièce 29 (figu- res 3 à 6, entre lesquelles s'adaptent les parties inférieures rétrécies 29a des pièces 29. Enfin, la pièce de frappe 24 est percée d'un alésage traversant 35 pour recevoir une broche de maintien 36, et deux pièces 37 en L sont fixées à la pièce 30 pour éviter une saillie trop importante de la broche par rapport 2464303 au manchon de frappe (figure 6). Si l'on se rapporte maintenant à la figure 7, on voit que le dispositif 8 de guidage et de blocage de l'allonge 9 ou de la barre perdue"11 comprend une pièce verticale 38 dont une partie seulement est représentée, sur laquelle sont fixés deux axes horizontaux parallèles 39 et 40 autour desquels peuvent pi- voter respectiv eent un guide éclipsable 41 et un verrou de guide 42, et qui est peroée d'une ouverture 43 en forme de V inversé dont la base sest arrondie concentriquement à l'allonge 9 ou à la barre l. Le Élide 41 a la forme générale d'un V à branches in6galo 419 41b dont l'ouverture 410 est conformée de façon h ro*evoir lallonge 9 ou la barre 110 Quant au ofer- rou 42, il pr6sente un 4vidaement 42a dont une partie 42b est destinée à servir d'appui à l'extrémité de la branche inférieu- re 41b du guide 41 lorsque celui-ci est dans sa position ver- rouillée représentée en traits pleins, et il possède un Oetté vertical 42e opposê à l'évidement-42a et auquel est fixé un an- neau 41 destiné à recevoir par exemple une tringle ou un câble de commande non représenté qui est guide de façon appropriée le long de la glissière 2 afin de pouvoir %tre actionné depuis un poste situa au voisinage des chariots 3 et 4. Le pivotement du verrou 42 autour de l'axe 40 a pour effet d'esceamoter la partie 42b de l'évidement 42a, ce qui amène par gravité le guide 41 dans la position libre représentée en traits mixtes. On va maintenant décrire plus en détail le fonctionne- ment de l'appareil suivant l'invention. Au repos, la glissière 2 et les organes qu'elle sup- porte occupent une position écartée du haut fourneau 1, par exemple faisant un angle de 90 à 1800 par rapport à celle de la figure 2. Aussit8t après le bouchage du trou de coulée dans la paroi 1 du haut fourneau, il faut percer un avant-trou ayant une certaine longueur. A cet effet, si le manchon de frappe 18 est resté en place depuis l'opération précédente d'extraction d'une'barre perdue"11, on le démonte et on le remplace par un manchon clas- sique 17 grace auquel l'allonge 9 portant le taillant 10 peut être mise en rotation et poussée par le marteau 14 par l'inter- médiaire du raccord 15. On fait ensuite pivoter la glissière 2 autour de l'axe 6 de la potence 5 jusqu'à ce qu'elle occupe la position de la figure 2, et on l'incline par pivotement autour de l'axe 7 Jusqu'à ce que l'appareil occupeJa position de la figure 1. Il est alors possible d'exécuter, de façon connue, le perçage de l'avant-trou. Après achèvement de ce perçage, on ramène la glissiè- re 2 dans sa position de repos, et l'on démonte l'ensemble taillant 10, allonge 9 et raccord 15. On relie ensuite le rac- cord 16 au marteau 14 et l'on met en place le manchon de frappe 18 sur le raccord 16 et dans le chariot 4, par un mouvement ver- tical de bas en haut, jusqu'à la position représentée figure 6, avec la clavette 22 dards l'alésage 21. On fait ensuite tourner le manchon 18 jusqu'à la position représentée sur la figure 3, dans laquelle la clavette 22 sort par gravité de l'alésage 21 dans le sens de la flèche F1 mais reste fixée au manchon 18 par sa chaînette non représentée. On remet alors en place la broche 36 qui avait été préalablement retirée de la pièce 24, ce qui bloque le manchon dans le sens vertical. O0 et en place à la main la 'barre perdueil en introduisant une de ses extrémités, au voisinage de laquelle on a de préférence tracé une gorge c'est-à-dire ménagé une partie lia de diamètre réduit (figures 3 et 5), dans l'entonnoir i9a du manchon 18; l'extrémité opposée de la barre 11 se trouve alors au-dessous du dispositif 8, dont la pièce 41 occupe la position représentée en traits mixtes sur la figure 7. On soulève alors l'extrémité de la barre il jusqu'à ce qu'elle se loge dans l'ouverture 41c du guide 41; la poursuite du mouvement ascendant, dans le sens de la flèche F2, fait pivo- ter le guide 42 et amène la barre Il dans la position représen- tée en traits pleins sur la figure 7. On fait alors tourner la glissière 2 autour de l'axe 6 de la potence 5 jusqu'à ce qu'elle se trouve en face d+Haut four- neau 1, et on la fait pivoter légèrement vers le bas autour de l'axe 7 jusqu'à ce qu'elle occupe la position représentée sur la figure 1. On peut alors actionner le marteau 14 et déplacer les chariots 3 et 4 le long de la glissière 2 dans le sens de la flè- che F3 (figure 3) jusqu'à ce que la barre 11, ayant atteint le fond de l'avant-trou,pénètre, sous l'effet des percussions du marteau 14 contre le raccord 16, dans le reste du futur trou de coulée et soit arrêtée lorsqu'elle occupe la position voulue, c'est-à-dire a pénétré à l'intérieur du haut fourneau 1. On libère alors la barre Il en actionnant le verrou 42 7 2464303 à distance au moyen du câble (ou de la tringle) relié à l'an- neau 44, et l'on ramène l'ensemble glissière 2 - chariots 3 et 4 - manchon 18 jusqu'à sa position de repos, la barre il res- tant dans le trou de coulée qu'elle obture. Lorsqu'on veut extraire la barre pour déboucher le trou de coulée, on fait tourner de 1800 le manchon 18 après avoir retiré la broche 36, jusqu'à ce qu'il occupe la position de la figure 5, et l'on remet en place la broche 36 dans l'alé- sage 35 et la clavette 22 dans l'alésage 21. On fait pivoter l'appareil autour de l'axe 6 jusqu'à sa position de la figure 1, puis on le fait pivoter autour de l'axe 7, ce qui a pour consé- quence de faire pénétrer la barre Il dans l'encliquetage 41, 42, puis on fait avancer le chariot 4 en direction du haut- fourneau 1 jusqu'à ce que l'extrémité libre de la barre 11 s'en- gage dans l'entonnoir 19a et enfin vienne en contact avec la partie inclinée 22a de la clavette 22, qui est ainsi soulevée puis retombe sous l'effet de son poids ou avec l'aide d'un res- sort non représenté et bloque la barre lorsque la partie lla de diamètre réduit est en coïncidence avec l'alésage 21. Il suffit ensuite de faire reculer les chariots 3 et 4 le long de la glis- sière 2 dans le sens de la flèche F4 (figure 5) jusqu'à ce que la barre sorte du trou de coulée grâce au fait que le marteau 14 frappe le raccord 16 situé dans l'alésage 20 du manchon 18 c'est-à-dire en contact indirect avec la barre 11, de sorte que les vibrations transmises à travers celle-ci permettent son ex- traction, à la façon indiquée dans le brevet français no 2 093 293. On agit alors sur l'encliquetage 8 afin de libé- rer la barre 11, et l'on fait simultanément pivoter l'appareil autour de l'axe 7 puis de l'axe 6 jusqu'à ce qu'il reprenne sa position de repos. On peut alors démonter le manchon 18 si l'on doit rapidement procéder au perçage d'un autre avant-trou. Il résulte de la description qui précède que toutes les interventions manuelles sont effectuées sur l'appareil en position de repos, hors de la rigole et loin du trou de coulée. En outre, ces interventions n'ont lieu qu'en dehors de la période de fonctionnement de l'appareil. Il doit tre bien entendu que le mode de réalisation décrit et représenté ne l'a été qu'à titre d'exemple et peut subir de nombreuses modifications sans sortir de l'esprit de l'invention. En particulier, le système d'accrochage de laUbarre perdue"11 au manchon de frappe 18 peut ttre réalisé par n'im- porte quel moyen connu, les seuls points essentiels étant la frap- pe du marteau 14 transmise à la barre 11 pendant l'extraction de celle-ci et le fait que l'encliquetage 8 peut %tre actionné à distance pour permettre à la barre 11 de s'échapper. En outre, l'ensemble comprenant la potence 5 peut tre remplacé par un autre dispositif connu, par exemple une machine relevable ou une installation susceptible d'%tre déplacée d'un haut fourneau à un autre en ayant pour chacun d'eux une position de repos à une distance suffisante de la position de travail pour éviter pratiquement tout risque d'accidents. Enfin, dans l'exemple représenté, on a supposé que les chariots 3 et 4 étaient situés sous l lissière 2, ainsi que le dispositif d'encliquetage 8. Dans une variante non représentée, on peut inverser la disposition de ces organes: dans ce cas, la barre 11 est alors abaissée jusqu'à ce qu'elle se loge dans l'ou- verture 41c du guide 41, mais le fonctionnement de l'ensemble de l'appareil ne subit aucune modification. 24-64303 ROEVENDICATIONS 1 - Dispositif pour enfoncer et retirer, par percus- sion à l'aide d'un seul marteau et avec accrochage automatique, -,perdue" une barre 11, par exemple une "barreYêM contact avec la fonte et faisant saillie à l'extérieur d'un haut fourneau 1, comprenant 4ne glissière 2 dont une extrémité porte un organe de guidage soit pour une allonge 9 reliée à un outil de percussion 10 soit pour la barre il précitée9 cette glissière pouvant tourner par rapport à un axe vertical 6 situé à une certaine distance d'elle et pivoter autour d'un axe horizontal 7 entre une position de repos et une position de travail, et un chariot 3 capable de coulisser le long de cette glissière sous l'action d'un moteur et sur lequel se trouve un marteau 14, et caractérisé en ce que : a) au marteau 14 précité peut ttre associé soit un premier raccord, tournant, 15 auquelpeut %tre fixée une allonge 9 portant un outil de frappe (taillant) 10, soit un second raccord 16, mo- bile à l'intérieur d'un manchon de frappe 18 auquel peut être fi- xée la barre Il précitée de façon à recevoir les impulsions de frappe du marteau 14; et b) l'organe de guidage 8 précité com- prend un dispositif d'encliquetage mécanique 39 à 43 avec lequel la barre 11 vient en prise automatiquement et duquel cette bar- re peut tre libérée à distance. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que: a) le manchon de frappe 18 précité est percé d'un premier alésage axial borgne 19 capable de recevoir la barre 11, présentant un logement 21 perpendiculaire à l'axe du manchon et débouchant dans cet alésage axial, et d'un second alésage axial borgne 20 capable de recevoir le raccord mobile 16 précité afin de relier le marteau 14 à la barre 11; b) ce manchon est suscep- tible d'etre fixé à un second chariot 4, capable de coulisser le long de la glissière 2 en synchronisme avec le premier, par une pièce de frappe 24 munie d'une broche amovible de maintien 36; et c) une clavette de verrouillage 22 peut être introduite dans le logement 21 précité pour maintenir la barre il en prise avec le manchon de frappe 18.