Brevet FR2562448A1 — publié le 19851011

La présente invention concerne la manipulation d'un tube de protection d'un jet de coulée, en vue de disposer ledit tube sous l'orifice d'un récipient, tel qu'une poche de coulée contenant du métal fondu. Ce tube est destiné à plonger dans le métal en fusion contenu dans un autre récipient, tel qu'un répartiteur de coulée disposé sous le récipient précédent. Quelle que soit l'application envisagée, il est impor- tant de protéger le jet de l'oxydation que provoquerait son exposition à l'air pendant son passage du récipient supé- rieur au récipient inférieur. Compte tenu des conditions thermiques particulièrement sévères, de tels tubes s'usent assez rapidement. Il convient alors de remplacer un tube par un tube neuf ou par un tube simplement décrassé après un usage antérieur. Il est donc nécessaire de prévoir un manipulateur apte à desservir plusieurs postes: poste de service, poste de stockage des tubes neufs, poste de décrassage, notamment, tout en évitant une intervention humaine importante au dessous de la poche de coulée. L'orifice de cette dernière est, bien entendu, fermé par une vanne à tiroir au cours de la manipulation qui doit être effectuée dans un temps aussi réduit que possible pour ne pas interrompre une opé- ration de coulée continue par exemple, en comptant sur la capacité du répartiteur (récipient inférieur) pour assurer l'alimentation de la lingotière. Les manipulateurs usuels ne répondent pas à toutes ces exigences. L'invention a surtout pour but de résoudre ce problème en limitant l'intervention humaine au seul positionnement final du tube et en rendant possible l'automatisation des diverses opérations du dispositif de manipulation. Elle a plus précisément pour objet un dispositif de manipulation d'un tube de protection d'un jet de coulée, notamment en vue d'appliquer ledit tube sous l'orifice d'une poche de coulée d'un métal fondu, ou de l'en retirer, caractérisé en ce qu'il comprend un premier chariot dépla- çable le long d'une voie horizontale, un fût vertical soli- daire dudit chariot, des moyens pour commander la rotation dudit fût autour de son axe longitudinal, un deuxième cha- riot déplaçable verticalement le long du fût sous l'action de moyens d'entraînement, un contrepoids maintenant le deuxième chariot en position lorsque les moyens d'entrai- nement dudit chariot ont cessé d'agir, un bras porteur du tube de protection du jet de coulée, ledit bras étant supporté par le deuxième chariot, et des moyens de prise du tube par le bras porteur. Le bras porteur est monté sur un caisson support articulé au deuxième chariot au moyen d'une bielle. La bielle est munie d'un système de verrouillage en position, ledit système étant rendu inopérant après appli- cation du tube sous la poche de coulée. Le système de verrouillage est constitué par deux bras porte galets disposés de part et d'autre de la bielle et commandés par des vérins. Le bras porteur est monté rotatif-autour de son axe longitudinal, les moyens d'entraînement dudit bras étant montés à l'extrémité de celui-ci opposée à celle qui porte le tube. Les moyens de prise du tube par le bras porteur sont constitués par des pinces, les moyens d'entraînement des- dites pinces étant montés à l'extrémité du bras opposéeà celles-ci. Les moyens pour commander la rotation du fût autour de son axe longitudinal comprennent une couronne d'orien- tation reliant le fût au premier chariot. Les moyens d'entrainement du deuxième chariot dans le sens vertical, comprennent une chaîne dont une extrémité est fixée audit chariot et l'autre au contrepoids, une roue de renvoi de ladite chaîne et un groupe moto-réducteur, ce dernier commandant la rotation de la roue de renvoi par l'intermédiaire d'un frein et d'un embrayage. D'une façon particulièrement avantageuse, le premier chariot et l'ensemble des éléments qui y sont rattachés sont montés suspendus. - 3 -2562448 L'invention sera mieux comprise en se référant à la description qui suit, faite en regard des dessins annexés, concernant une forme particulière de réalisation donnée à titre d'exemple non-limitatif. La figure i est une vue de face en élévation du dispositif. La figure 2 en est une vue en coupe suivant la li- gne A-A de la figure 1. La figure 3 en est une vue de côté. Sur les figures, le repère 1 désigne le tube de pro- tection d'un jet de coulée en appui sous un premier réci- pient, tel qu'une poche de coulée 2. Ce tube est destiné à plonger dans le métal fondu recueilli par un deuxième réci- pient, tel qu'un répartiteur de coulée continue 3, disposé sous la poche de coulée 2. Un système à tiroir 4 permet, à la demande, d'autoriser l'écoulement ou de l'interrompre. Le tube i est tenu par un système de pinces 5 montées à l'extrémité d'un bras porteur 6. En vue de procéder au remplacement d'un tube 1, il est indispensable de prévoir un certain nombre de mouvements: translation horizontale du bras porteur 6, rotation dudit bras porteur autour d'un axe vertical, translation verticale dudit bras porteur et éventuellement rotation dudit bras porteur autour de son axe longitudinal. Il faut aussi prévoir un moyen de commande du système de pinces 5 et des degrés de liberté pour en- caisser les variations de position de la poche de coulée 2, permettre l'ouverture ou la fermeture du système à tiroir 4, et assurer le bon positionnement du tube 1 sous le jet de coulée, plus précisément sous la busette 7 de la poche de coulée 2. A cet effet, le bras porteur 6, par l'intermédiaire d'un caisson support 8 et d'une bielle 19, est rendu soli- daire d'un chariot 9 verticalement déplaçable le long d'un fût 10 apte à être entraîné en rotation autour de son axe par une couronne d'orientation 11, laquelle est solidaire d'un chariot 12, horizontalement déplaçable lelong d'une voie suspendue 13. - 4 - 2562448 - 4 - On va maintenant décrire plus en détail le dispositif de manipulation ainsi constitué, en référence aux diffé- rents mouvements à assurer. La translation horizontale du bras porteur 6 est ob- tenue grâce au chariot 12. Ce chariot de construction méca- no-soudée est un chariot automoteur monté sur des galets, tels que 14, roulant sur la voie 13. Le déplacement est com- mandé par un groupe moto-réducteur 15 monté sur l'une des extrémités du chariot 12 et qui entraîne en rotation les 0 galets 14 situés à l'autre extrémité dudit chariot par une transmission par chaine 16. La rotation du bras porteur 6 autour de l'axe du fût 10 est commandée par un groupe moto-réducteur 17 soli- daire du chariot 12, par l'intermédiaire de la couronne d'orientation 11 interposée entre le fût 10 et le chariot 12. Le fût 10 est muni de rails de guidage du déplacement ver- tical du chariot 9 dont il sera parlé plus loin. Une bielle 19 fixée sur le chariot 9 supporte l'ensemble caisson support 8 - bras porteur 6. L'ensemble est verrouillé, au cours d'une manipulation, par l'intermédiaire de deux bras porte-galets tels que 20, qui positionnent la bielle 19 et par conséquent le support 8 et le bras porteur 6 dans une position prédéterminée. La commande des bras 20 est assurée par des vérins pneumatiques tels que 21. L'ensemble étant déverrouillé, pendant la coulée, on obtient deux degrés de liberté pour le déplacement du système à tiroir 4, sans aucune réaction sur les autres éléments du dispositif de manipulation. La translation verticale du bras porteur 6 est, bien entendu, assurée par le chariot 9. Ledit chariot est rete- nu par une chaine 22, passant autour d'une roue 23 et dont l'autre extrémité est fixée à un contrepoids 24. Le déplacement est commandé par un groupe moto-réduc- teur 25 solidaire du fût 10 par l'intermédiaire d'un frein 26 et d'un embrayage 27. Au cours d'une coulée, le sys- tème est mis en position de débrayage et le tube 1 s'ap- elique sur la busette 7 avec un effort du à la seule charge du contrepoids 24. D'oû un nouveau degré de liberté. - 5 - 2562448 La rotation du bras porteur 6 autour de son axe lon- gitudinal est commandée par un groupe moto-réducteur 28 par l'intermédiaire d'une roue 29 et d'une chaine 30. Le bras 6 est monté sur deux paliers à roulement, tels que 31, portés par le caisson support 8. La commande est prévue avec un jeu angulaire de - 50 par rapport A la position verticale du tube 1. Il en résulte un degré de liberté supplémentaire. Un vérin 32 monté A l'extrémité du bras porteur 6 opposée A celle qui est munie des pinces 5 commande l'ou- verture et la fermeture de ces dernières par une tringle 33. On voit que les moyens que l'on vient de décrire permettent d'assurer la desserte des différents postes dont il est parlé plus haut. Seul le positionnement final du tube de coulée nécessite une très courte intervention humaine. Toutes les autres opérations peuvent être rendues entièrement automatiques. Dans la mesure o il est possible, pour effectuer une manipulation, de soulever de manière suffisante la poche de coulée 2, la rotation du bras 6 qui provoque le basculement du tube 1, peut être évitée. Bien que l'invention ait été décrite en référence A une forme particulière de réalisation, il va de soi qu'elle n'y est en rien limitée et que des modifications peuvent lui être apportées sans sortir de son domaine. On pourra, bien entendu, remplacer l'un quelconque des moyens décrits par des moyens techniquement équivalents. L'invention couvre donc, outre l'exemple illustré, ses différentes variantes de réalisation possibles. - 6 -2562448 R E V E N D I C A T I ONS 1. Dispositif de manipulation d'un tube de protection (1) d'un jet de coulée, notamment en vue d'appliquer ledit tube sous l'orifice d'une poche de coulée (2) d'un métal fondu, ou de l'en retirer, caractérisé en ce qu'il comprend un premier chariot (12) déplaçable le long d'une voie hori- zontale (13), un fût vertical (10) solidaire dudit chariot, des moyens pour commander la rotation du dit fût autour de son axe longitudinal, un deuxième chariot (9), dépla- çable verticalement le long du fût (10) sous l'action de moyens d'entraînement, un contrepoids (24) maintenant le deuxième chariot (9) en position lorsque les moyens d'en- trainement dudit chariot ont cessé d'agir, un bras porteur (6) du tube de protection (1) du jet de coulée, ledit bras étant supporté par le deuxième chariot (9), et des moyens de prise du tube (1) par le bras porteur (6). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le bras porteur (6) est monté sur un caisson support (8) articulé au deuxième chariot (9) au moyen d'une bielle (19). 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la bielle (19) est munie d'un système de verrouillage en position, ledit système étant rendu inopérant après application du tube (1) sous la poche de coulée (2). 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le système de verrouillage est constitué par deux bras porte galets (20) disposés de part et d'autre de la bielle (19) et commandés par des vérins (21). 5. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le bras porteur (6) est monté rotatif autour de son axe longitudinal, les moyens d'entraînement dudit bras étant montés à l'extrémité de celui-ciopposée à celle qui porte le tube (1). - 7 - 6. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de prise du tube (1) par le bras porteur (6) sont constitués par des pinces (5), les moyens d'entraî- nement des dites pinces étant montés à l'extrémité du bras (6) opposée à celles-ci. 7. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour commander la rotation du fût (10) autour de son axe longitudinal comprennent une couronne d'orientation (11) reliant ledit fût au premier chariot( 12). 8. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement du deuxième chariot (9) dans le sens vertical, comprennent une chaine (22) dont une extrémité est fixée audit chariot et l'autre au contre- poids (24), une roue de renvoi (23) de ladite chaine et un groupe motoréducteur (25), ce dernier commandant la ro- tation de la roue de renvoi (23) par l'irntermédiaire d'un frein (26) et d'un embrayage (27). 9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier chariot (12) et l'ensemble des éléments qui y sont rattachés sont montés suspendus.