Brevet FR2486428A1 — publié le 19820115

La présente invention a pour objet un dispositif pour la mise en place et le maintien en position de fonctionnement d'un tube de coulée sur le fond d'une poche de coulée ou d'un récipient analogue. Dans les installations de coulée continue, le métal en fusion contenu dans une poche s'écoule dans un récipient intermédiaire, appelé répartiteur, par un trou percé au fond de la poche. Pour guider et protéger le jet de métal on utilise un tube en matière réfractaire, appelé busette, que l'on fixe sur le fond de la poche, dans l'alignement du trou de coulée. I1 arrive que ce tube soit détérioré avant que la poche soit vide et il faut alors le remplacer rapidement pour pouvoir reprendre la coulée avant que la réserve de métal contenue dans le répartiteur soit épuisée. Pour permettre un remplacement rapide et sans danger des busettes, on les fixe à l'extrémité d'un bras déplaçable longitudinalement et transversalement, par rotation ou translation, dans un plan horizontal, entre le fond de la poche et le répartiteur ; les mouvements du bras, commandés à distance, permettent d'amener la busette dans l'alignement du trou de coulée. Le bras est également déplaçable en hauteur par exemple au moyen d'un vérin, pour appliquer la busette sur le fond de la poche.Enfin, comme l'espace entre la poche et le répartiteur est réduit et que l'ouverture prévue dans le couvercle du répartiteur pour le passage de la busette a une section relativement faible, il est généralement nécessaire de la faire basculer dans un plan vertical pour l'introduir dans le répartiteur, lorsqu'on la met en place, et pour la retirer, lorsqu'on doit la remplacer. Dans les dispositifs connus, le basculement de la busette et les déplacements longitudinaux du bras qui la supporte sont commandés indépendamment, ce qui rend-la mise en place de la busette assez difficile car il faut éviter que la busette, qui est fragile,- vienne heurter la poche ou le répartiteur. Le but de la présente invention est de faciliter cette manoeuvre en synchronisant les déplacements longitudinaux et le basculement de la busette de façon que sa mise en place et son démontage s'effectuent automatiquement suivant un trajet prédéterminé et tenant compte de la forme et de la disposition de la poche et du répartiteur. La présente invention a pour objet un dispositif pour la mise en place d'un tube de coulée ou busette sur une poche de coulée et son remplacement comportant un bras déplaçable longitudinalement et transversalement dans un plan horizontal, un support annulaire en forme de collier ou de manchon monté rotatif sur ledit bras de façon à pouvoir tourner autour d'un axe horizontal perpendiculaire a son axe et à l'axe longitudinal du bras, ce support étant destiné à recevoir l'extrémité supérieure du tube de coulée, et des moyens pour déplacer le bras et pour faire tourner ledit support par rapport au bras, caractérisé en ce que la rotation du dit support est commandée par un mécanisme actionné par les moyens assurant les déplacements longifudånaus du bras, de façon à déplacer le tube de coulée suivant un traJet prédéterminé. Suivant un premier mode de réalisation1 le mécanisme commandant la rotation du collier ou manchon support comprend deux roues dentées, à axes paralleXesO montées sur ledit bras et espacées lvune de l'autre le long de celui-ci, une chaîne tendue entre les deux roues dentées, les deux extrémités de la chaîne étant fixées au châssis supportant le dit bras de telle sorte que le déplacement longitudinal du bras par rapport au dit chois provoque la rotation des roues dentées, et une transmission à chaînes et pignons assure une liaison cinématique avec démultiplication entre l'une des roues dentées et une troisième roue dentée solidaire du collier ou manchon rotatif. Avantageusement, le bras et le châssis qui le supporte sont tubulaires et agencés télescopiquement, et l'ensemble du mécanisme de commande de la rotation du collier ou manchon support ainsi que le vérin commandant les déplacements longitudinaux du bras sont placés à l'intérieur du bras et/ou du châssis support et, par conséquent, parfaitement protégés. Le bras peut être supporté et guidé par des galets montés sur le châssis, à l'intérieur du bras. En particulier, les deux roues dentées peuvent être montées aux extrémités d'une barre de liaison disposée longitudinalement à l'intérieur du châssis tubulaire et fixée au bras et au piston du vérin, le cylindre du vérin étant fixé au dit châssis, à l'intérieur de celui-ci, et les deux rouesXetant placées aux deux extrémités du bras, l'une à l'intérieur et l'autre à l'extérieur du châssis. Pour réaliser une disposition symétrique, on peut prévoir, de chaque côté du plan de symétrie longitudinal et vertical du châssis supportant le bras, un ensemble comportant deux roues dentées, une chaine et une barre de liaison, les deux roues dentées situées à l'extérieur du châssis étant clavetées sur un même arbre qui porte un pignon commandant la rotation du collier ou manchon porte busette. Suivant un second mode de réalisation, le mécanisme commandant la rotation du collier ou manchon support comprend une première crémaillère disposée longitudinalement sur le bras et solidaire de celui-ci, une seconde crémaillère disposée parallèlement à la première et montée de façon à pouvoir être déplacée longitudinalement par rapport au bras et au châssis, cette seconde crémaillère étant reliée à un levier solidaire du collier ou manchon support, et deux pignons solidaires d'un arbre porté par le châssis supportant le bras et disposé perpendiculairement à l'axe longitudinal du bras, ces pignons engrènant respectivement avec les première et seconde crémaillères et ayant des diamètres tels qu'un mouvement longitudinal du bras provoque un déplacement de la seconde crémaillère par rapport au dit bras et par conséquent une rotation du dit collier ou manchon support. En variante, la première crémaillère peut être fixée sur le châssis supportant le bras et les pignons montés sur le bras. Avantageusement, le bras est tubulaire et comporte à sa partie inférieure une fente longitudinale, et la partie supérieure du chassis, constituée par une plaque verticale pénétrant à l'intérieur du bras à travers la dite fente, porte des galets qui supportent le bras et assurent son guidage. Les deux crémaillères et les deux pignons ainsi que le vérin commandant les déplacements longitudinaux du bras sont logés à l'intérieur de celui-ci. La seconde crémaillère peut être supportée et guidée par des galets montés sur la partie supérieure du châssis et sur le bras, à l'intérieur de celui-ci. Un accouplement avec jeu est prévu entre le collier ou manchon support et le mécanisme qui commande sa rotation de façon que les déplacements longitudinaux du bras sur une distance prédéterminée ne s'accompagnent pas d'une rotation du collier support lorsque le tube de coulée est vertical. Cet accouplement peut être placé entre le collier ou manchon support et la roue dentée ou le levier commandant sa rotation et constitué, par exemple, par un doigt solidaire de l'un de ces éléments et logé à l'intérieur d'une rainure formée sur l'autre élément, la largeur de cette rainure étant supérieure à celle du doigt de telle sorte que celui-ci, lorsqu'il est en butée contre une face latérale de la rainure, doit effectuer une rotation pour venir en butée contre la face opposée de la rainure. Le châssis supportant le bras peut être monté sur un chariot déplaçable transversalement à l'axe longitudinal du bras. I1 peut aussi être monté pivotant autour d'un axe vertical sur un support fixe, sur le chariot porte-répartiteur ou sur le chariot porte-poche. Dans tous les cas des moyens, tels qu'un verin, sont prévus pour déplacer le bras dans un plan vertical. D'autres caractéristiques de l'invention apparai- tront à la lecture de la description qui suit et se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent, à titre d'éxemple non limitatif, deux modes de réalisation de l'invention et sur lesquels La figure 1 est une vue en élévation d'un dispositif conforme à l'invention, certaines parties étant représentées en coupe La figure 2 est une vue en coupe et à plus grande échelle du bras et du manchon support de busette, la coupe étant faite suivant l'axe 2-2 de la figure 1; La figure 3 est une vue suivant la flèche 3 de la figure 2; La figure 4 est un schéma montrant la trajectoire de la busette pendant sa mise en place; La figure 5 est une vue en élévation d'un autre dispositif conforme à l'invention ; et Les figures 6, 7 et 8 sont des vues en coupe suivant les axes 6-6, 7-7 et 8-8, respectivement, de la figure 5. Le dispositif représenté sur les figures 1 à 3 est monté sur un support 10 fixé sur le chariot porte-répartiteur. Il est constitué par un bras 14 porté par un châssis tubulaire 16 monté rotatif, autour d'un axe vertical, sur le support 10 au moyen d'un arbre 18 solidaire du châssis. Cet arbre peut coulisser dans ses paliers et un vérin 20 permet de déplacer verticalement l'arbre et, par conséquent, le châssis et le bras. Le bras et le châssis sont agencés télescopiquement, le bras étant supporté et guidé par des galets 22 montés sur le châssis. Un vérin 24 est disposé longitudinalement à l'intérieur du châssis 16. Ce vérin est d'un type spécial; son piston comporte une protubérance qui fait saillie à l'extérieu à travers une fente longitudinale formée dans le cylindre. Des moyens sont prévus pour fermer cette fente de manière étanche à l'avant et à l'arrière du piston. Le cylindre du vérin est solidaire du châssis 16 et le piston est relié par deux barres 26 à l'extrémité du bras 14 la plus éloignée du support 10. Deux roues dentées identiques 28 sont montées à cette extrémité du bras; elles sont clavetées sur un arbre horizontal perpendiculaire à l'axe longitudinal du bras, monté sur des paliers solidaires du bras. La liaison entre le bras et les barres 26 est réalisée par l'intermédiaire de cet arbre sur lequel est montée une douille solidaire de l'extrémité des barres. Deux autres roues dentées 30 sont montées près de l'autre extrémité du bras, à l'intérieur du châssis 16, sur des bouts d'arbre fixés sur l'extrémité adjacente des barres 26; les deux bouts d'arbre sont alignés suivant un axe paral lèle à celui des roues 28. Les roues 28 et 30 sont disposées symétriquement par rapport au plan de symétrie longitudinal et vertical du châssis 16. Deux chaînes 32 sont tendues entre les roues 28 et 30 et leurs extrémités sont fixées au châssis 16 en 34, près de son extrémité la plus éloignée du support 10, de sorte que le déplacement longitudinal du bras par rapport au châssis provoque la rotation des roues a8 et 30. Sur l'arbre des roues dentées 28 est claveté un pignon 36 relié par une chaîne 38 à une roue dentée 40 clavetée sur un arbre dont l'axe est parallèle à celui des roues 28 et 30 et qui est monté dans un palier fixé sur un flanc du bras 14. Sur cet arbre est claveté un second pignon 42 relié par une chaîne 43 à une roue dentée 44 montée sur un arbre 46 porté par un palier fixé sur le flanc du bras 14 et dont l'axe est parallèle à celui des roues dentées 28 et 30O Les roues dentées 40 et 44 et le pignon 42 sont disposées dans l'espace ménagé entre les flancs du bras 14 et du châssis 16. L'arbre 46 porte à son extrémité externe une fourche 50 dont les branches comportent une encoche recevant les tourillons d'un manchon 52 destiné à recevoir l'extrémité supérieure d'une busette; les tourillons sont maintenus dans les encoches par des clavettes de sorte que le fanchon 52 est solidaire en rotation de l'arbre 46. Une pièce 54 ayant la forme d'un losange à sommets arrondis est fixée à l'extrémité intérieure de l'arbre 46 (figure 3). Des butées 56 comportant deux faces parallèles sont fixées sur la roue 44, de part et d'autre de la pièce 54. L'écartement entre les faces opposées de ces butées est sensiblement égal au diamètre de la partie centrale de la pièce en forme de losange, de sorte que la roue 44 peut tourner par rapport à l'arbre 46 d'un angle limité. Les positions limites sont fixées par la venue en contact de deux faces opposées du losange contre les butées 56. Pour mettre en place une nouvelle busette sur une poche 58, on doit d'abord charger la busette sur le bras en l'introduisant dans le manchon 52. Pour cela, le bras est amené par rotation dans une zone accessible, à côté du chariot porte-répartiteur, puis le manchon est placé en position verticale, en déplaçant le bras au moyen du vérin 24, pour faciliter l'introduction de la busette. Le manchon est conçu pour que la busette s'y adapte avec un jeu minimum. La busette comporte à son extrémité supérieure un collet reposant sur le bord supérieur du manchon. Le bras est ensuite rétracté, au moyen du vérin 24; ce mouvement provoque la rotation du manchon 52 et de la busette. Lorsque le bras est complètement rétracté, la buset te est légèrement inclinée sur lthorizontale, son extrémité inférieure se trouvant à l'avant et légèrement plus bas que son extrémité supérieure. On fait alors tourner le bras pour l'amener entre le fond de la poche et le couvercle du répartiteur 59 et le diriger vers le trou de coulée de la poche. Lorsque le bras est dans cette position, on commande le vérin 24 qui déplace le bras 14 vers l'avant. Ce déplacement provoque la rotation des roues dentées 28, 40 et 44, du manchon 52 et de la busette. Le rapport de démultiplication de la transmission entre le pignon 36 et la roue 44 est choisi pour que la busette se déplace suivant une trajectoire prédéterminée et tenant compte de la forme du répartiteur et des positions de la poche et du répartiteur. La figure 4 montre un exemple de trajectoire suivie par la busette. Pour amener la busette de la position initiale Bo à la position verticale Bv le bras se déplace longitudinalement sur une distance d. La busette se trouve alors en deça de l'axe du trou de coulée de la poche et il faut pouvoir la déplacer parallèlement à l'axe longitudinal du bras en la maintenant verticale pour l'amener en alignement avec le trou de coulée. Cela est possible grâce à l'accouplement avec jeu constitué par la pièce 54 et les butées 56 qui permet à la busette de rester verticale, sous l'action de son propre poids, malgré la rotation de la roue 44 accompagnant le mouvement de translation du bras 14. Lorsque la busette se trouve dans l'axe du trou de coulée, on commande le vérin 20 qui soulève le bras 14 pour appliquer la busette sur le fond de la poche (position Bf sur la figure 4). Lorsque la busette est détériorée, on effectue les opérations inverses pour la retirer : descente puis rétraction du bras pour dégager la busette du répartiteur, rotation du bras pour l'amener dans une zone accessible et extension du bras pour placer la busette en position verticale; la busette usagée est retirée du manchon 52 au moyen d'un appareil de manutention approprié, et remplacée par une busette neuve qui est mise en place comme décrit plus haut. Dans le dispositif représenté sur les figures 5 à 8, le châssis 16' est constitué par une plaque disposée verticalement et le bras 14' qui est constitué par un tube à section carrée est placé à cheval sur le châssis, une fente longitudinale étant ménagée sur la face inférieure du bras pour le passage du châssis. Comme dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, le châssis 16' est fixé sur un arbre vertical 18' monté dans un palier fixé sur un support approprié pour permettre la rotation du bras dans un plan horizontal, et un vérin 20' permet de déplacer le bras verticalement. Le bras 14' est supporté et guidé par quatre galets 22' portés par le châssis 16'. Un vérin 24' est disposé longitudinalement à l'intérieur du bras; son cylindre est fixé sur le bras et son piston est rendu solidaire du châssis par une patte 60 (figure 6). Un arbre 62 est monté sur le châssis 16', à l'inté- rieur du bras 14'; son axe est horizontal et perpendiculaire à l'axe longitudinal du bras. Deux pignons de diamètre différents 64 et 66 sont fixés sur cet arbre, de part et d'autre du châssis 16'. Le pignon 64 de plus grand diamètre est en prise avec une crémaillère 68 disposée longitudinalement à l'intérieur du bras et fixée à celui-ci; le pignon 66 est en prise avec une seconde crémaillère 70 disposée parallèlement à la première. L'extrémité avant de la crémaillère 70 est liée par une articulation à une allonge 72 supportée par deux galets 74 dont les arbres sont fixés au bras et qui sont logés dans une boutonnière s'étendant sur la majeure partie de la longueur de l'allonge. La crémaillère 70 est en outre supportée par un galet 76 dont l'arbre est fixé sur le châssis 16'. L'extrémité avant de l'allonge 72 est reliée par une bielle 78 à l'extrémité d'un levier 80. Ce levier est monté sur un arbre 46' monté dans un palier fixé sur un flanc du bras 14' et portant à son extrémité extérieure une fourche 50' et un manchon 52' destiné à recevoir une busette. Le montage du levier 80 sur l'arbre 46' et leur accouplement sont réalisés de la même manière que le montage et l'accouplement de la roue dentée 44 et de l'arbre 46, dans le premier mode de réalisation décrit. Sur la figure 5, le bras 14' est représenté en position rétractée. Dans cette position, la busette portée par le manchon 52' est légèrement inclinée sur l'horizontale, comme représenté. Si on déplace le bras vers l'avant, au moyen du vérin 24', la crémaillère 68 entraîne en rotation le pignon 64 et, par conséquent, l'arbre 62 et le pignon 66. La rotation de ce dernier provoque le déplacement longitudinal de la crémaillère 70. Etant donné que le pignon 66 est plus petit que le pignon 64, la crémaillère 70 va se déplacer moins vite que le bras 14' et ce déplacement relatif va provoquer la rotation du levier 80 et, par conséquent, du manchon 52' portant la busette. En choisissant convenablement les diamètres des pignons 64 et 66 il est possible de déplacer la busette suivant une trajectoire prédéterminée. I1 est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus et que de nombreuses modifications peuvent y être apportées, par l'emploi de moyens techniques équivalents, sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la mise en place d'un tube de coulée sur une poche de coulée et son remplacement comportant un bras (14, 14') déplaçable longitudinalement et transver salement dans un plan horizontal, un support annulaire (52, 52') en forme de collier ou de manchon monté rota tif sur ledit bras de façon à pouvoir tourner autour d'un axe horizontal perpendiculaire à son axe et à l'axe longitudinal du bras, ce support étant destiné à recevoir le tube de coulée, et des moyens pour déplacer le bras et pour faire tourner ledit support par rapport au bras, caractérisé en ce que la rotation du dit support (52, 52') est commandée par un mécanisme actionné par les moyens (24, 240) assurant les déplacements longitudinaux du bras de façon à deplacer le tube de coulée suivant un trajet prédéterminé. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme ccandant la rotati du dit support (52) comprend deux roues dentés (28, 30), à axes paral lèles, montées sur ledit bras vl4) et espacées l'une de l'autre le long de celui-ci, une chaîne (32) tendue entre les deux roues dentées, les deux extrémités de la chaîne étant fixes au châssis (î6) supportant ledit bras de telle sorte que le déplacement longitudinal du bras par rapport au dit châssis provoque la rotation des roues dentées, et une transmission à chaînes et pignons (36 à 43j assure une liaison cinématique avec démultiplication entre l'une des roues dentées (28) et une troisième roue dentée (44) entraînant ledit support en rotation. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bras (14) et le châssis (16) qui le supporte sont tubulaires et agencés télescopiquement, et l'ensemble du mécanisme (28 à 44) de commande de la rotation du dit support (52) ainsi que le vérin (24) commandant les dé placements longitudinaux du bras sont placés à l'intérieur du bras et/ou du châssis. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux roues dentées (28, 30) sont montées aux extrémités d'une barre de liaison (26) disposée longi tudinalement à l'intérieur du châssis tubulaire (16) et fixée au bras (14) et au piston du vérin (24), le cylindre du vérin étant fixé au châssis, à l'intérieur de celui-ci, et les deux roues dentées sont placees aux deux extrémités du bras, l'une à l'intérieur et l'autre à l'extérieur du châssis. 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le bras (14) est supporté et guidé par des galets (22) montés sur le châssis, à l'intérieur du bras. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme commandant la rotation du dit support (52') comprend une première crémaillère (68) disposée longitudinalement sur le bras (14') et solidaire de celui-ci, une seconde crémaillère (70) disposée paral lèlement à la première et montée de façon à pouvoir être déplacée longitudinalement par rapport au bras (14') et au châssis (16'), cette seconde crémaillère étant reliée à un levier (80) permettant d'entraîner ledit support en rotation, et deux pignons (64, 66) solidaires d'un arbre (62) porté par le châssis engrènent avec les première et seconde crémaillèreS respectivement, ces pignons ayant des diamètres tels qu'un mouvement longi tudinal du bras provoque un déplacement de la seconde crémaillère par rapport au dit bras et, par conséquent, une rotation du dit support. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bras (14') est tubulaire et comporte à sa partie inférieure une fente longitudinale, et la partie supé rieure du châssis (16') est constituée par une plaque verticale pénétrant à l'intérieur du bras à travers ladite fente et porte des galets (22') qui supportent le bras et assurent son guidage. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les deux crémaillères (68, 70) et les deux pignons (64, 66) ainsi que le vérin (24') commandant les dépla cements longitudinaux du bras sont logés à l'intérieur du dit bras (14'). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la seconde crémaillère (70) est supportée et guidée par des galets (74, 76) montés sur le châssis (16') et sur le bras (14'), à l'intérieur de ce dernier. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé en ce qu'un accouplement avec jeu (54-56, 54'-56') est prévu entre ledit support rotatif (52, 52') et le mécanisme qui commande sa rotation de façon qu'il soit possible de déplacer le bras (14, 14') longitudinalement sans faire tourner ledit support quand son axe est vertical. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'accouplement avec jeu est placé entre ledit support rotatif (52, 52') et la roue dentée (44) ou le levier (80) commandant sa rotation et est constitué par un doigt (54, 54') solidaire de l'un de ces éléments et déplaçable entre deux butées (56, 56') solidaires de l'autre élément.