Brevet FR2476822A1 — publié le 19810828

L'invention concerne un moyen pour conférer un mouvement intermittent à un corps très lourd. En particulier, mais sans exclusive, l'invention oncerne un moyen pour imprimer une rotation à un creuset utilisé dans un four de fusion électro- métallurgique. L'invention sera décrite en relation avec des fours de fusion utilisés par exemple pour la production de ferro-alliages. Pour ce type de procédé de fusion, la rota- tion du creuset par rapport aux électrodes et les accessoires du fours apporte des avantages incontestables. De plus, il est intéressant d'utiliser un corps de four dédoublé, comportant une section inférieure et une section supérieure du creuset, les deux sections étant destinées à une rotation indépendante l'une de l'autre. D'un point de vue métallurgique, il est commode de faire tourner les sections ïntérieure et supérieure dans une même direction. Néanmoins, afin de produire un mouvement relatif entre les deux sections, on fait tourner la section inférieure avec une vitesse angulaire nettement plus faible que celle de la section supérieure, Afin de mettre en rotation le creuset d'un four, il a déjà été proposé de munir l'extrémité inférieure du creuset avec des roues, tournant sur des rails. Les axes de rotation des roues sont disposés de façon radiale. Les roues sont entrainées par un ou plusieurs moteurs qui font tourner le creuset, à l'aide d'une transmission, dans la direction requise. Le temps nécessaire à une révolution complète peut varier selon le type de procédé. Il faut noter, cependant, que le système est basé sur une faible vitesse angulaire. Générale- ment, la période d'une révolution est de l'ordre de 50 à 250 heures. Dans les types de creuset classiques, les deux sections séparées sont pourvues de mécanismes de propul- sion séparées. En raison des dimensions de plus en plus élevées des fours, et de la résistance physique, d'un niveau imprévu, à la rotation du creuset, imposée par la charge à la paroi, les dimensions et la puissance exigée du mécanisme de propulsion sont devenus trop élevées. Le coût de ce mécanisme a augmenté dans les m8mes proportions. 4o On a proposé précédemment dtéliminer le mé- 2.- canisme de propulsion de la section inférieure du creuset. A la place d'un mécanisme de propulsion séparé, on utilise le mécanis- me faisant tourner la section suprieure, également pour imprimer un mouvement intermittent à la section inférieure, qui est ver- rouillée à la section supérieure durant certains intervalles. Conformément à une solution de ce type, la résistance opposée à la rotation de la charge est utilisée, forçant par intermit- tence la section inférieure à tourner ensemble avec la section supérieure. Durant les intervalles o la section inférieure doit 4tre au repos, la rotation de cette section inférieure est entra- vée au moyen de freins mécaniques ou de moyens de verrouillage. Pour des creusets de ce type, la section inférieure peut tourner soit dans la même direction que la section supérieure, soit dans la direction opposée. Dans ce dernier cas, le sens de rotation de la section supérieure est inversé durant les intervalles o la section inférieure doit également tourner, afin d'imprimer le mouvement nécessaire à la section inférieure. Lorsque la section inférieure du creuset a parcouru la distance de rotation requise, on inverse de nouveau le sens de rotation de la section supérieure, qui revient ainsi à son sens d'origine, L'objet de l'invention est de proposer un dispositif de creuset qui peut être en rotation autour d'un axe vertical, sans dépendre de roues ou de moyens de verrouillage séparés. De tels organes représentent des prix de mise en oeuvre et d'achat prohibitifs. L'invention est particulièrement adaptée à des fours à creuset rotatif, et en particulier, des fours à corps dédoublé. Dans ce dernier cas, ltinvention peut âtre utilisée aussi bien lorsque les deux sections tournet dans le même sens, que si elles tournent dans des sens opposés. Selon l'invention, on empêche le creuset de tourner simplement en le laissant reposer sur sa base durant les périodes o le creuset doit être au repos. A cet effet, le socle du creuset et/ou le fond de sa surface extérieure sont munis d'une face résistante au glissement, telle qu'une couche de friction du type classique. Selon l'invention, le creuset est monté en rotation sur le socle du four au moyen d'un ou de plusieurs organes de transport, disposés le long du trajet de rotation du four. L'organe de transport comprend un moyen pour soulever 3.- partie1lement ou complètement le creuset de sa base, de façon à permettre un mouvement relatif du creuset par rapport à la fonda- tion du four, Les organes de transport sont de préférence d'un type produisant l'élévation, soit à l'aide d'un agent hydraulique soit au moyen d'air comprimé. Les organes d'élévation peuvent par exemple comporter un ou plusieurs tuyaux souples ou autres, dont l'intérieur communique avec une source de pression. L'invention est particulièrement adaptée à l'utilisation d'un four dédoublé dans lequel les sections infé- rieure et supérieure sont disposées de façon relativement mobile l'une par rapport à l'autre. Pour des fours de ce type, la résis- tance à la rotation imposée par la charge est exploitée pour transférer la rotation de la section supérieure à la section inférieure du creuset. La longueur et la fréquence des divers mouvements sont dirigées de façon classique, par exemple au moyen d'un système de commutation et d'une horloge. Le mode de fonctionnement de l'organe de transport se compose de l'introduction d'un fluide compressé dans le tuyau, la pression étant fournie par une source de pression. Lorsqu'il est exposé à une pression interne, le tuyau s'expanse et soulève ainsi l'élément de transport, depuis une position fixe, soulevant le creuset partiellement ou complète- ment de sa position. La friction entre la base du four et l'ex- trémité inférieure du creuset est ainsi réduite ou complètement neutralisée. Lorsque le creuset est soulevé de son socle à une hauteur requise, l'organe moteur faisant tourner la sec- tion supérieure, mettra en mouvement la section inférieure, en raison de la résistance à la rotation imposée par la charge, comme décrit plus haut. Le creuset est pourvu en outre avantageusement d'un moyen de verrouillage classique, afin d'empocher la rotation de la section inférieure au-delà d'un certain ordre de grandeur. Par la commande de la longueur et de la fréquence des intervalles de fonctionnement des organes de transport, la vitesse de rota- tion du creuset/de la section inférieure du creuset peut être régulée. Lorsque le creuset/la section inférieure du creuset a effectué une rotation correspondant à l'angle souhaité, la pression à l'intérieur du tuyau est supprimée; il s&n suit que le creuset s'arrêtera et qu'il viendra se poser à nouveau sur 4.- la base du four en raison de son poids propre. Par suite de la suppression de la pression interne dans le tuyau, les organes de transport retournent à leur position d'origine, par exemple au moyen de ressorts. Les organes de transport sont maintenant disposés pour un nouveau déplacement du creuset. Selon l'invention, les accessoires coûteux comme des roues, des freins, des moyens de transmission, etc... s-ont remplacés par des accessoires beaucoup plus simples et moins coûteux. Un mode de réalisation de l'invention est illustré à titre d'exemple par les dessins schématiques annexés, dans lesquels les figures représentent: - figure I ô une vue schématique et verti- cale d'un organe de transport selon l'invention, o l'organe de transport est en position de force lorsque le creuset est complè- tement soulevé du socle du four, - figure Il: une vue horizontale de lorgane de transport représenté sur la figure I, suivant la ligne A-A de cette figure I, - figure III: une vue horizontale de section d'un socle de four, à l'exclusion du creuset, le socle étant pourvu d'organes de transport selon l'invention, et - figure IV: une section verticale à travers le socle, et des parties de l'extrémité inférieure d'un creuset, suivant- la ligne B-B de la figure III. La figure I représente de façon schématique une vue verticale d'un organe de transport selon un mode de réalisation recommandé de l'invention. L'organe de transport est représenté en position élevée, en force, le creuset/la section inférieure du creuset 5 étant représentée dans une position soulevée de la base du four 6. La figure ne montre qu'un seul organe de transport. Il oet à noter, cependant, que l'on peut utiliser plusieurs organes de transport répartis régulièrement autour du plan de rotation du creuset 5. Ltorgane de transport se compose essentiel- lement d'une section de base 7 fixée de manière rigide au socle du four 6. Sur la surface supérieure, libre, de la section de base 7, sont diposés des tuyaux souples 1, de préférence en caoutchouc. Les tuyaux 1 sont suspendus dans une structure (non représentée) et communiquent avec une source de pression (non 5.- représentée). Les tuyaux 1 ont des formes et des dimensions telles que si on les soumet à une pression interne, ils gonflent et peuvent rouler sur la surface supérieure de la section 7. Un organe d'élévation 3, ayant par exemple la forme d'un plateau ou d'une barre, est disposé au sommet des tuyaux 1. L'organe d'élévation 3 est pourvu de moyens de guidage 2 qui se prolongent horizontalement à l'extérieur de l'organe d'élévation 3 au moins à l'extrémité frontale et arrière lorsqu'on regarde dans le sens du déplacement. Les moyens de guidage se prolongeant horizonta- lement coopèrent avec des guides correspondants 4 sur la section de base 7 des moyens de transport. Les guides 4 ont une extension latérale qui permet à l'organe d'élévation 3 avec les moyens de guidage 2 de se déplacer sur une certaine distance dans le sens de la rotation, ce qui correspond à la distance maximum sur laquelle les éléments de transport sont destinés à se déplacer dans un intervalle. De plus, les guides 4 ont une hauteur qui permet à l'organe d'élévation 3 avecles moyens de guidage 2 de s'élever à un certain niveau vertical qui est suffisant pour soulever le creuset 5 de sa base, suffisamment pour permettre au creuset/ à la section inférieure du creuset d'effectuer une rotation par rapport à la base du four. Les guides 4 agissent en outre de façon à arrêter un déplacement indésirable des organes d'éléva- tion 3. Les organes d'élévation 3 sont pourvus en outre de moyens de rétraction tels que des ressorts (non repré- sentés) pour ramener l'organe d'élévation dans sa position d'origine, après qu'il ait accompli le déplacement correspondant à un intervalle. Les moyens de rétraction sont fixés aussi bien aux moyens d'élévation 3 qu'à la section de base 7. La figure III représente une vue horizontale d'une section de la base du four 6, à l'exclusion du creuset 5. Le socle 6 est pourvu d'organes de transport selon l'invention. Ces éléments fonctionnement, pour l'essentiel, comme il a été décrit pour les figures I et II. Comme on peut voir sur la figure III, les organes de transport sont répartis uniformément sur un cercle de rotation, essentiellement sur la circonférence de la base du four 6. Selon le mode de réalisation de la figure III, on utilise huit éléments de transport. Les éléments de transport 6.e - 2 i; 476822 sont pourvus à chaque extrémité d'un dispositif de rétraction 8, tel que des ressorts, qui permettent le retrait des éléments de transport à leur position d'origine après que le mouvement intermittant du creuset 5 soit achevé. Comme décrit pour les figures I et Il, chaque élément de transport comporte un ensem- ble de tuyaux souples (non représenté sur la figure III), qui sont suspendus dans la structure 9 et qui communiquent avec une source de pression à travers un réseau de tubes classique. Les tuyaux 1 doivent rouler sur la section de base 7 qui consiste, selon le mode de réalisation des figures III et IV, en un plateau d'acier ou analogue. Lorsqu'un agent de pression est introduit dans les tuyaux 1, ceux-ci vont se dilater et élever les organes d'élévation 3 disposés au-dessus des tuyaux 1, soulevant le creuset 5 partiellement ou complètement de sa base 6. La figure IV représente une section verti- cale à travers le socle 6 et des parties de la section infé- rieure du creuset, vue suivant la ligne B-D de la figure III. Comme le montre la figure, les organes de transport sont disposés entre le socle du four 6 et la section inférieure du creuset. Chaque organe de transport comporte une section de base 7 fixée de façon rigide au socle 6 du four et à l'organe d'élévation 3. L'organe d'élévation 3 comporte une plaque hori- zontale plane-10 et des nervures 11, fixées sur la face supé- rieure de la plaque et se prolongeant vers le haut. Entre la section de base 7 et les organes d'4évation 3, se trouve disposé un ensemble de tuyaux souples 1, ces tuyaux 1 étant disposés de préférence en direction radiale par rapport au creuset 5. Les tuyaux souples 1 sont suspendus dans un cadre 9, et communi- quent à une source de pression (non représentée) produisant de l'air comprimé ou une pression hydraulique. Les tuyaux 1 sont dimensionnés de façon à permettre au creuset d'être partiellement ou complètement soulevé de sa base 6 lorsque la pression est introduite dans les tuyaux. Dans une telle position, le creuset est susceptible d'être mis en rotation par rapport à son socle, le mouvement étant imprimé par exemple au moyen de la résistance à la rotation imposée par la charge, ou au moyen d'un moteur séparé (non représenté). Selon le mode de réalisation représenté, le creuset 5 est pourvu à son extrémité inférieure d'un élément annulaire 12 à orientation périphérique, formé par une structure 7.- 13 de plaques d'acier par exemple. L'élément annulaire 12 forme une partie du système de support du creuset 5. Le socle 6 du four comporte plusieurs sections de support (non représentées) pour soutenir le creuset 5. Sur la périphérie du creuset et/ou du socle 6, on peut disposer un élément d'étanchéité 14 afin d'empêcher la poussière 9 les saletés, les scories, etc, de pénétrer dans l'organe de transport. Le mode de fonctionnement deI'organe de transport sera décrit ci-dessous. *Lorsque le creuset/la section inférieure du creuset 5 est à l'état stationnaire, le creuset 5 repose sur la base 6 du four. Dans cet état, les organes-de transport sont en position basse, inactive, avec les moyens de guidage reposant sur le bord inférieur du guide 4. Dans cette position le creuset 5 repose de tout son poids sur sa -base; ceci empêche tout mouvement du creuset 5. Dans cette position, la distance entre la face supérieure de la section de base 7, sur laquelle les tuyaux 1-sont destinés à rouler, et la face inférieure de l'organe d'élévation 3, est inférieure au diamètre extérieur du tuyau 1. Lorsque le creuset/la section inférieure du creuset 5 est mis en rotation par rapport à la base du four 6, la pression est introduite à partir d'une source de pression (non représentée). Les tuyaux 1 vont se dilater et par là, élever l'organe d'élévation 3 de sa position basse à une position haute, o le creuset/la section inférieure du creuset est plus ou moins complètement soulevé de la base 6,comme on peut le voir sur la figure I. Dans cette position, le creuset 5 va se mettre en rotation, en raison de la résistance de rotation induite par la charge. Durant cette phase, la section inférieure va tourner dans la m8me direction que la section supérieure 2, et en commun avec celle-ci, cette dernière étant entraînée par un-mécanisme. Lorsque la section inférieure du creuset 5 a tourné d'un angle prédéterminé, la pression à l'intérieur du tuyau 1 se relâche, suite à quoi le creuset 5 et l'organe de transport 3 vont se poser dans leur position basse inactive. Les organes d'élévation 3 retournent à leur position initiale par exemple à l'aide d'un dispositif à ressort ou autre. 4o Selon le mode de réalisation décrit, les 8.- tuyaux 1 ont un diamètre uniforme, et un mouvement linéaire, pendant la rotation du creuset. Les différences dans la direction du mouvement sont compensés par déformation des tuyaux 1. Une autre possibilité consiste en ce que les tuyaux ont un diamètre augmentant vers l'extérieur, produisant un mouvement incurvé des tuyaux, correspondant au mouvement courbe du creuset 5. Le mouvement de la section inférieure (et de la section supérieure) du creuset, et le sens de la rotation sont commandés par exemple au moyen de commutateur et de minuteries. 9.- REVENDICATIONS 1.- Moyen pour conférer un mouvement de rotation à un corps lourd, du type o le creuset (5) est monté en rotation, au moyen d'un ou plusieurs éléments de transport, sur la base d'un four, (6) moyen. caractérisé en ce que les éléments de transport comportent des organes d'élévation (3) qui soulèvent périodiquement le creuset (5) partiellement ou complètement, de la base du four(6) de sorte que le creuset (5) puisse être mis périodiquement en rotation par rapport à la base du four (6). 2.- Moyen selon la revendication 1, caractérisé en ce que le creuset (5) est divisé en une section in- férieure et une section supérieure, montées en rotation l'une par rapport à l'autre. 3.- Moyen selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ltorgane de transport comporte des éléments qui se dilatent lorsqu'ils sont soumis à une pression interne. 4.- Moyen selon l'une quelconque des reven- dications 1 - 3, caractérisé en ce que l'organe de transport comporte des tuyaux souples (1) que l'on peut soumettre à une pression interne produite par un agent hydraulique, de sorte que les tuyaux puissent tourner autour de leur axe de symétrie. 5.- Moyen selon l'une quelconque des reven- dications 1 - 4, caractérisé en ce que la section inférieure du creuset(5) et/ou la fade supérieure de la base du four (6) est munie d'une surface anti-glissement. 6.- Moyen selon la revendication 5, caractérisé en ce que la surface antiglissement se présente sous la forme d'une couche de friction.