Brevet FR2482135A1 — publié le 19811113

La présente invention concerne les convertisseurs d'aciérie constitués par une cornue portée par une ceinture qui l'entoure avec un jeu radial et est munie de deux tou- rillons diamétralement opposés et permettant de faire bas- culer la cornue autour d'un axe horizontal. La liaison entre la cornue et la ceinture doit être conçue pour supporter et maintenir la cornue en toutes po- sitions et permettre sa libre dilatation par rapport à la ceinture. Généralement, la cornue est munie de chaises ou con- soles qui reposent sur la face supérieure de la ceinture quand la cornue est verticale et son bec en haut, et dif- férents moyens sont prévus pour reprendre les efforts qui apparaissent lorsqu'on fait-basculer la cornue. Une pre- mière solution consiste à prévoir une seconde série de chai- ses fixées à la cornue, sous la ceinture, et venant s'ap- puyer sur la face inférieure de celle-ci lorsque la cornue est basculée. Avec cette construction, il apparaît à chaud, par suite des dilatations différentes de la cornue et de la ceinture, un jeu entre les chaises et la ceinture qui est la cause de chocs importants au cours du basculement. On a cherché à améliorer cette solution en inclinant les surfa- ces de contact chaise-ceinture de telle sorte qu'elles res- tent en contact lorsque la cornue et la ceinture se dila- tent. Mais en pratique cette solution ne s'est pas révélée satisfaisante et on a constaté qu'il y avait grippage des surfaces de glissement empêchant la dilatation de la cornue et engendrant des déformations de cette dernière. Une autre solution consiste à fixer les chaises supé- rieures sur la ceinture au moyen de boulons. Cette solution ne donne pas non plus satisfaction car il est impossible de régler le serrage des boulons de telle sorte qu'en toutes circonstances il permette le glissement des chaises sur la ceinture et évite l'apparition d'un jeu générateur de chocs si les boulons sont trop serrés la cornue ne pourra pas se dilater librement et s'ils ne sont pas assez serrés, un jeu risque d'apparaître entre les chaises et la cornue dans cer- taines conditions d'utilisation, entraînant rapidement la - 2- détérioration et la rupture des boulons. Une troisième solution consiste à maintenir les chai- ses sur la ceinture au moyen de pièces épaulées ou clames fixées sur la ceinture et qui supportent la cornue lorsque celle-ci est placée verticalement avec le bec en bas. Ces clames sont disposées aux extrémités des chaises qui sont de ce fait soumises à des contraintes de flexion élevées. De plus, la surface d'appui des chaises sur les clames est relativement faible et le matage est important. Le but de la présente invention est de réaliser une liaison entre cornue et ceinture remplissant les conditions imposées, à savoir: permettre la libre dilatation de la cornue et maintenir celle-ci en toutes positions, et per- mettant de réduire les contraintes dans les chaises et éventuellement de diminuer le nombre de chaises. Le convertisseur objet de l'invention est caractéri- sé en ce que les chaises solidaires de la cornue et repo- sant sur la face supérieure de la ceinture lorsque la cor- nue est verticale avec l'e bec en haut sont liées à la cein- ture par des pièces en forme de-champignon dont le pied tra- verse la semelle de la chaise et dont le chapeau se trouve au-dessus de ladite semelle, les ouvertures prévues dans la semelle pour le passage du pied des dites pièces ayant des dimensions supérieures à celles du dit pied et inférieures à celles du chapeau de ces pièces et un jeu étant ménagé au montage entre le chapeau des dites pièces et la semelle des chaises de telle sorte que les chaises peuvent glisser sur la ceinture dans toutes les directions et en toutes circons- tances. Les pièces en forme de champignon sont percées d'un alésage axial pour le passage des tiges de fixation traver- sant la ceinture parallèlement à son axe, ces tiges étant filetées à au moins une de leurs deux extrémités et étant munies d'écrous permettant d'assembler les dites pièces et la ceinture avec un effort de serrage prédéterminé. Dans un mode de réalisation préféré, les forces paral- lèles à l'axe de la cornue sont transmises à la ceinture seulement par deux chaises qui sont situées au-dessus des -3- tourillons, chaque chaise reposant sur la ceinture, quand la cornue est verticale avec le bec en haut, en deux zones d'appui situées symétriquement par rapport au plan contenant les axes de la cornue et des tourillons, et la liaison en- tre chaque chaise et la ceinture est assurée par deux pièces en forme de champignon fixées chacune sur une des dites zo- nes d'appui de la ceinture. Les forces perpendiculaires au plan contenant- les axes de la cornue et des tourillons sont reprises par des épe- rons solidaires de la cornue et engagés dans des échancrures formées dansla ceinture, au-dessus et au-dessous des touril- lons, les faces des 6perons et des échancrures coopérant pour reprendre ces forces étant parallèles au dit plan, et ces éperons ne transmettant à la ceinture aucune force paral- lèle à l'axe de la cornue. Les forces parallèles aux faces de la ceinture et au plan contenant les axes de la cornue et des tourillons sont reprises par des éperons solidaires de la cornue et engagés dans des échancrures formées dans la ceinture à 900 des tou- rillons, les faces des éperons et des échancrures coopérant pour reprendre ces forces étant perpendiculaires au dit plan et ces éperons ne transmettant à la ceinture aucune force parallèle à l'axe de la cornue. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit et se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention et sur les- quels: La figure 1 est une vue en élévation d'un convertisseur réalisé conformément à l'invention La figure 2 est une coupe transversale suivant2-2 du convertisseur de la figure 1; La figure 3 est une coupe transversale suivant 3-3 du convertisseur de la figure 1; La figure 4 est une vue suivant la flèche A et à plus grande échelle d'une partie du convertisseur, certains élé- ments étant montrés en coupe. La figure 5 montre un détail de la-fixation des 2482 135 - 4- chaises sur la ceinture -; La figure 6 est une vue suivant la flèche B et à plus grande échelle d'une partie du convertisseur; La figure 7 est une vue partielle, en coupe, du con- vertisseur de la figure 1, le plan de coupe contenant les axes de la cornue et des tourillons; La figure 8 montre un détail de la fixation des chai- ses sur la ceinture suivant une variante; La figure 9 est une vue suivant 9-9 du détail de la figure 8; et Les figures 10 à 13 montrent en coupe et en plan diffé- rentes formes de réalisation des pièces de fixation des chai- ses sur la ceinture. Le convertisseur représenté sur les dessins comporte une cornue 10 et une ceinture 12 munie de deux tourillons 14 destinés à être montés sur des paliers fixes. Lorsque la cornue est en position verticale, bec en haut ou en bas, elle est supportée uniquement par deux chaises 16 solidaires de la cornue, placées au droit des tourillons et liées à la ceinture par des moyens qui vont -être décrits. Chaque chaise 16 comprend une semelle inférieure 18 et une semelle supérieure 20 soudées sur la paroi de la cornue et des nervures de raidissement reliant les deux semelles. Sur la face inférieure de la semelle 18 sont fi- xées deux plaques de glissement 22 disposées symétriquement par rapport au-plan contenant les axes des'tourillons et de la cornue et dont la trace sur la figure 4 est représen- tée par l'axe x-x. Lorsque la cornue est verticale avecle bec en haut, comme représenté- sur la figure 1, les plaques 22 reposent sur des plaques de glissement 24 fixées sur la face supérieure de la ceinture. Les plaques 22 et/ou 24 sont réalisées en un métal ayant un faible coefficient de frotte- ment ou ont subi un traitement de surface pour réduire les forces de frottement et permettre la libre dilatation de la cornue. Pour supporter la cornue lorsqu'elle est renversée, bec en bas, chaque chaise 16 est liée à la ceinture par -5- deux pièces 26 fixées à la ceinture, sur les plaques 24, au moyen de tiges Ci.oties 28 parallèles à l 'axe de la cornue. Conmmne on le voit sur la figure 5, les pièces 26 sont de révolution et.ont la forme de champignons; elles com- portent un pied 29 dont le diamètre décroît de bas en haut etl un chapeau 30 dont le diamètre est nettement sup6rieur au diamètre maximal du pied. Le pied est raccordé au cha- peau par une surface dont le rayon de courbure est relati- vement important pour éviter une concentration des contrain- tes dans la zone de raccordement; celle-ci est située au- dessus du plan de La face inférieure du chapeau. E'n variante, le chapeau des pièces 26 pourrait êLre carré (figures 9 a 13) et leur pied pourrait avoir une for- me cylindrique (figures 8, 9 et 11 à 13)o Ces pièces peun vent être monobloc (figures 5 et 10) ou en deux parties dans ce dernier cas, les deux parties peuvent être asseas= blées par soudage ou par encastrement de ltextrémité du pied dans une rainure (figure 12) ou dans un logesent cir- culaire (figure 13) du chapeau. Les pièces 26 peuvent être montées ajustées (figure 5) ou avec jeu (figure 8) sur les tiges 28. Le pied des pièces 26 peut être encastré dans les plaques 24 (figure 8). o Les pièces. 26 sont percées d'un alésage axial pour le passage des tiges 28. Cellesci traversent de part en part les pièces 26 et la ceinture, et des écrous 32 vissés sur leurs extrémités permettent d'exercer sur les pièces 36 et les plaques 24.un effort de serrage suffisant pour qu'aucun jeu n'apparaisse,entre elles ou entre les plaques et la cein- ture quelles que soient les conditions d'utilisation. Le pied des pièces 26 traverse la semelle inférieure des chaises 16 et leur chapeau se trouve au-dessus de ladi- te semelle. Les ouvertures 34 prévues dans la semelle pour le passage du pied des pièces 26 sont oblongues et ont des dimensions nettement supérieures au diamètre du pied de ma- nière à permettre à la cornue de se dilater ou se déformer librement, Un jeu j est ménagé à froid entre le chapeau des pièces 26 et la semelle inférieure des chaises; ce jeu est choisi pour être pratiquement complètement résorbé à chaud, sans que la semelle 18 puisse être serrée entre le chapeau -6- des pièces 26 et les plaques de glissement 24 et que ses déplacements par rapport à la ceinture puissent être gênés. Ce jeu est obtenu au montage par l'emploi de plaques 24 d'épaisseur convenable. Un éperon 36 est soudé sur la semelle inférieure des chaises 16, et est engagé dans une échancrure 38 de la cein- ture. Le plan médian des éperons et des échancrures coïnci- de avec le plan x-x contenant les axes de la cornue et des tourillons et leurs faces coopérantes sont parallèles à ce plan; un jeu est m6nagé entre ces faces pour que, à chaud, l'éperon puisse glisser librement dans l'échancrure. Un jeu- beaucoup plus important est ménagé entre le fond des échan- crures et la face en regard des éperons de façon que les éperons ne puissent jamais porter sur le fond des échancru- res et qu'aucun effort parallèle à l'axe de la cornue ne soit transmis à la ceinture par l'éperon; celui-ci ne peut transmettre à la ceinture que des forces perpendiculaires au plan x-x. Lorsque la cornue est inclinée ou horizontale, les deux éperons 36 transmettent à la ceinture une partie des forces perpendiculaires au plan x-x s'exerçant sur la cor- nue. L'autre partie est transmise par deux autres éperons diamétralement opposés aux éperons 36 par rapport à l'a- xe des tourillons et coopérant avec des échancrures 42 de la ceinture, de la même manière que les éperons 36 avec les échancrures 38. Les éperons 40 sont soudés sur des chaises 44 fixées sur la paroi de la cornue au moyen de boulons pour qu'il soit possible de les démonter lorsqu'on veut sé- parer la cornue de la ceinture. Les chaises 16 et 44 sont placées de part et d'autre de la ceinture. Comme les épe- rons 36, les éperons 40 ne peuvent pas porter sur le fond des échancrures et ne peuvent transmettre à la ceinture que des efforts perpendiculaires au plan x-x. A froid, les chaises 44 peuvent être en contact avec la ceinture, mais à chaud, il apparaît un jeu de plusieurs millimètres dû à la dilatation de la cornue, qui est supérieure à celle de la ceinture. Deux autres chaises 46 munies d'éperons 48 sont 7- fixées à la cornue en deux points diamétralement opposes, le plan médian des éperons étant le plan diamétral perpendi- culaire au plan x-x contenant les axes de la cornue et des tourillons. Ces chaises se trouvent au-dessus de la ceinture, quand la cornue est verticale, bec en haut, et les éperons sont engagés dans des échancrures 50 formées sur la face su- p6rieure de la ceinture. Les faces coopérantes des éperons 48 et des échancrures 50 sont perpendiculaires au plan x-x et un jeu suffisant est ménagé entre le fond des échancru- res et la face en regard des éperons de sorte que ceux-ci ne peuvent transmettre à la ceinture que des efforts paral- lèles au plan x-x et perpendiculaires à l'axe de la cornue ces efforts sont essentiellement ceux crées par la dilata- tion dissymétrique de la cornue. Les chaises 46 sont suffi- samment écartées de la face supérieure de la ceinture pour que celle-ci ne vienne jamais à leur contact. Les éperons 36, 40 et 48 et les échancrures avec les- quelles ils coopèrent permettent de maintenir en coïnciden- ce les axes de la ceinture et de la cornue. Il est bien entendu que toutes les modifications qui peuvent être apportées au mode de réalisation décrit par l'emploi de moyens techniques équivalents entrent dans le cadre de l'invention. 24 82 1 35 -8- R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Convertisseur constitué-par une cornue. (10) portée par une ceinture (12) qui l'entoure et est munie de deux tourillons (14) diamétralement opposés permettant le basculement de la cornue autour d'un axe horizontal, la cornue étant munie de chaises (16) reposant sur la fa- ce supérieure de la ceinture quand la cornue est verti- cale et son bec en haut, caractérisé en ce que les dites chaises (16) sont liées à la ceinture par des pièces (26) en forme de champignon dont le pied (29) traverse la semelle (18) de la chaise et dont le chapeau (30) se trouve au-dessus de ladite semelle, les ouvertures (34) prévues dans la semelle des chaises pour le passage du pied des dites pièces ont des dimensions supérieures à celles du dit pied et inférieures à celles du chapeau et un jeu (j) est ménag6 au montage entre le chapeau des dites pièces et la semelle des chaises de façon que celles-ci puissent glisser librement sur la ceinture (12) en toutes circonstances pour permettre la libre di- latation de la cornue. 2. Convertisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces(26) en forme de champignon sont per- cées d'un alésage axial pour le passage de tiges de fi- xation (28) traversant la ceinture (12), parallèlement à son axe, ces tiges étant filetées à au moins une de leurs extrémités et étant munies d'écrous (32) permet- tant d'assembler les dites pièces et la ceinture avec un effort de serrage prédéterminé. 3. Convertisseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les pièces (26) en forme de champignon sont mon- tées ajustées sur les tiges filetées (28). 4. Convertisseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les pièces (26) en forme de champignon sont mon- tées avec jeu sur les tiges filetées (28) et leur pied est encastré dans la ceinture (12) ou dans une plaque (24) solidaire de celle-ci. 5. Convertisseur selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, ca- ractérisé en ce que les pièces (26) en forme de champi- -9- gnon sont en deux parties et le pied (29) est lié au chapeau (30) par encastrement. 6. Convertisseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cornue (10) est supportée, lorsqu'elle est verticale, seulement par deux chaises (16) qui sont situées au droit des tourillons (14), chaque chaise reposant sur la ceinture, quand la cornue est verticale avec le bec en haut, en deux zones d'appui situées symétriquement par rapport au plan X-X contenant les axes de la cornue et des tourillons, et la liaison entre chaque chaise et la ceinture est assurée par deux pièces (26) en forme de champignon fixées cha- cune sur une des dites zones d'appui de la ceinture. 7. Convertisseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque chaise (16) est munie d'un éperon (36) dont le plan médian coïncide avec le plan X-X contenant les axes des tourillons et de la cornue et qui est engagé dans une échancrure (38) de la ceinture, les faces de l'éperon et de l'échancrure parallèles au dit plan coo- pérant pour transmettre de la cornue à la ceinture les efforts perpendiculaires à ce plan, et ces éperons (36) sont agencés de façon à ne transmettre à la ceinture au- cun effort parallèle à l'axe de la cornue. 8. Convertisseur selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la cornue (10) est munie de deux éperons (40) placés au droit des tourillons (14), à l'opposé des di- tes chaises (16) par rapport à la ceinture (12), et cha- que éperon est engagé dans une échanerure (42) de la cein- ture, les faces des éperons et des échancrures parallè- les au plan X-X contenant les axes des tourillons et de la cornue coopérant pour transmettre de la cornue à la ceinture les efforts perpendiculaires à ce plan, et ces éperons (40) sont agencés de façon à ne transmettre à la ceinture aucun effort parallèle à l'axe de la cornue. 9. Convertisseur selon la revendication 6, 7 ou 8, caracté- risé en ce que la cornue (10) est munie de deux éperons (48) diamétralement opposés et dont le plan médian est perpendiculaire au plan X-X contenant les axes des tou- - 10 - rillons et de la cornue, et chaque éperon est engagé dans une échancrure (50) de la ceinture (12), les fa- ces des éperons et des échancrures parallèles à leur plan médian coopérant pour transmettre de la cornue a la ceinture les efforts perpendiculaires au dit plan médian, ces éperons (48) étant agencés de façon à ne transmettre à la ceinture aucun effort parallèle à l'a- xe de la cornue.