Brevet FR2571284A1 — publié le 19860411

-- i -- 1 Tiroir pivotant pour la busette de coulée de récipients métallurgiques L'invention concerne un tiroir pivotant pour récipients métal- lurgiques, avec un cadre de tiroir portant la plaque de tiroir ré- fractaire et suspendu par un axe de Cardan à l'un des bras d'un levier pivotant à deux bras manoeuvrable par un actionneur, levier dont l'axe de pivotement est une articulation à rotule constituant l'autre axe de Cardan, et dont le deuxième bras est amené en appui élastique au moyen d'un chemin de roulement et d'un élément roulant. Un tiroir pivotant de ce type est connu du brevet antérieur DE-19 28 400 au nom de la demanderesse, lequel montre qu'un cadre de tiroir articulé à la Cardan permet d'adapter la surface de glissement de la plaque de tiroir qu'il porte à pratiquement toute position de la sur- face de glissement de la plaque de fond fixe. Les modifications de po- sition et les déformations qui apparaissent pendant l'exploitation au niveau des deux surfaces de glissement, suite par exemple à des con- traintes thermiques et à des pressions statiques élevées, sont immé- diatement compensées, de sorte qu'il y a constamment une pression uni- forme des surfaces de glissement l'une contre l'autre, et par suite une étanchéification fiable, d'autant qu'il est possible d'installer en des endroits non exposés, à l'écart du jet de coulée, les disposi- tifs élastiques exposés aux dégradations qui réalisent la pression de la plaque de tiroir sur la plaque de fond. La présente invention a pour objectif d'améliorer, principalement en matière de mode de fonctionnement et de facilité de manipulation, des tiroirs pivotants avec suspension à la Cadran de l'ensemble cons- titué du cadre de tiroir et de la plaque de tiroir. Cet objectif est atteint par l'invention en ce que l'axe de pivo- tement à la Cardan est constitué par un tourillon fixé sur le bâti du tiroir, tourillon sur lequel est monté de manière amovible, par l'intermédiaire d'une potence articulée sur le bâti, un levier pivo- tant qui porte l'une des bagues profilées d'un palier à rotule, qui est maintenu par un organe de serrage portant la contre-bague profilée -2- 1 du palier, et qui, à son extrémité opposée à la plaque de tiroir, est pressé par l'intermédiaire d'un chemin de roulement contre un élément roulant stationnaire monté sur le bâti. Le fait que le palier de pivotement jouant le rôle d'axe de Cardan soit disposé sur un tou- rillon fixé sur le bâti du tiroir pivotant, permet un montage du le- vier pivotant assurant une meilleure fiabilité de fonctionnement, tan- dis que la réalisation du palier de pivotement sous la forme d'un pa- lier à rotule dont l'une des bagues profilées est montée sur le levier pivotant et l'autre sur l'organe de serrage, permet, une fois l'organe de serrage déposé, de monter et de démonter aisément le levier pivotant à l'aide de la potence. Ceci est également facilité par le fait que le levier pivotant ne porte aucune autre pièce mobile que l'ensemble suspendu à la Cardan constitué du cadre de tirior et de la plaque de tiroir. En outre, le montage stationnaire de l'élément rou- lant par rapport au chemin de roulement qui se déplace avec le levier pivotant assure pour ce dernier une action de pression particulière- ment efficace, et ce principalement si, comme le propose à dessein l'invention, l'axe de l'élément roulant est disposé sur une droite passant par le milieu de l'orifice de coulée fixe du récipient et par le milieu du tourillon; de la sorte en effet, la zone de surface d'étanchéification de la plaque de tiroir qui est contig e à l'orifi- ce de coulée sera, dans toutes les positions de la plaque de tiroir ou encore du levier pivotant, pressée de manière uniforme et particu- lièrement efficace. La pression du levier pivotant s'effectue à des- sein de manière élastique, grâce au fait d'une part que le levier est luimême configuré de manière élastique, mais aussi que, dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, l'axe de l'élément roulant stationnaire est appuyé contre le bâti du tiroir pivotant par l'intermédiaire d'un dispositif élastique à augmentation progressive de la force de ressort vers la fin de la course élastique. Globalement, le système combiné proposé par l'invention fournit un tiroir pivotant qui est à la fois totalement efficace en matière d'application de la force de pression et constitué d'éléments nette- ment séparés les uns des autres, tiroir dont le levier pivotant, déga- gé de tous moyens de guidage mobiles, peut être manipulé aisément, - 3 - 1 notamment lors des nécessaires opérations d'entretien ou de remplace- ment des pièces d'usure réfractaires. Ceci est encore facilité par les autres caractéristiques proposées par l'invention, selon lesquelles d'une part le levier pivotant porte la bague concave du palier à rotule à distance et en position centrale par rapport au tourillon, lequel présente une extrémité filetée sur laquelle est monté l'organe de serrage réalisé sous la forme d'un écrou muni de la bague convexe du palier, et d'autre part la potence est montée sur un bord longitudinal du bâti par l'intermédiaire d'un axe de rotation, et l'extrémité libre de la potence peut être raccordée à l'extrémité, côté chemin de roulement, du levier pivotant par l'intermédiaire d'un axe parallèle à l'axe de rotation précité. On peut ainsi effectuer de manière précise la dépose du levier pivotant du tourillon, le pivotement du levier et le retour du levier en position de service, l'extrémitée de raccordement de la potence étant fixée dans une position de réserve à l'aide de moyens d'accouplement identiques. En ce qui concerne la configuration géométrique de l'ensemble constitué du cadre et de la plaque de tiroir qui est porté à la Cardan par le levier pivotant, il s'est avéré avantageux d'adopter une forme elliptique dont le grand diamètre s'étend dans le sens de pivotement; ceci est donc également valable pour la plaque de fond. De cette manière, on peut maintenir dans des limites relativement étroites 1' étendue des surfaces de glissement ou encore d'étanchéité, et choisir une constellation opportune d'orifices d'écoulement pour les deux plaques, laquelle consiste en ce que la plaque de tiroir est mu- nie de deux orifices d'écoulement situés sur son arc de pivotement, et la plaque de fond d'un orifice de réserve-situé sur la droite allant de son orifice d'écoulement au tourillon. On peut donc ainsi, pour chaque plaque, utiliser pour l'ouverture et l'étranglement un des orifices puis l'autre, augmentant ainsi la longévité des plaques. L'invention prévoit par ailleurs que le bâti recevant la plaque de fond et le cadre portant la plaque de tiroir soient munis d'une mâchoire de serrage en forme de faucille, qui est montée en rotation à une extrémité, et dont l'autre extrémité peut - 4 - 1 être déplacée à l'aide d'une vis de manoeuvre; ceci permet une mani- pulation simple lors du remplacement des plaques. Il est en outre avantageux que le cadre de tiroir soit muni à une extrémité de son côté longitudinal situé en deçà du tourillon d'un élément de raccor- dement pour la tige de piston d'un actionneur; la force de pivotement est ainsi exercée à proximité immédiate de la plaque de tiroir, de sorte que les processus de pivotement du levier peuvent être réalisés de manière très précise. La description qui suit explicite l'invention à l'aide du dessin annexé. Ce dessin montre: à la figure 1 une vue de dessus sur le fond d'une poche de coulée présentant un tiroir pivotant selon l'invention muni d'un levier pivo- tant placé à sa position initiale avant d'être relevé, à la figure 2, en vue de dessus selon la figure 1, le bâti du ti- roir pivotant avec l'organe de serage déposé représenté en traits et points et le levier pivotant relevé représenté en traits et points, aux figures 3 et 4, également en vue de dessus selon la figure 1, et en représentation simplifiée, les positions d'ouverture et de fer- meture du levier pivotant, à la figure 5 une vue en coupe longitudinale à travers le tiroir pivotant, à la figure 6 une vue de dessus sur le côté intérieur du levier pivotant, et à la figure 7 une vue en coupe selon A-A de la figure 6. Dans le dessin, la référence 1 désigne une poche de coulée par- tiellement représentée, qui se trouve sur le parc de stockage, et sur le fond muni d'un orifice de coulée 2 de laquelle est fixé au moyen de boulons 4 le bâti 3 d'un tiroir pivotant, qui présente un évidement 5 destiné à recevoir la plaque de fond 6. Le bâti 3 présente en outre un palier de tourillon 8 recevant le tourillon 7 et muni d'une entretoise de renforcement 9, ainsi qu'un support 10 pour un élément roulant 11 dont l'axe 12 est situé sur une droite 13 passant par le milieu du tourillon 7 et par le milieu de l'orifice de coulée 2. De plus, le bâti 3 porte un châssis de support 14 destiné à l'articu- lation d'un actionneur 16 équipé d'un piston 15; il porte également -5- 1 une potence 17 qui est montée sur un bord longitudinal du bâti par l'intermédiaire d'run axe 18, et que l'on peut faire pivoter à partir de sa position de réserve représentée en traits mixtes à la figure 1, afin d'accoupler son axe libre 19 au levier pivotant 20 placé en position de relevage à l'aide de l'actionneur 16. Afin de permettre une mobilité à la Cardan, ce levier pivotant 20 est articulé sur le tourillon 7, et porte la bague concave 21 d'un palier à rotule 21, 22 dont la bague convexe 22 constitue une partie intégrante de l'organe de serrage 23, à l'aide duquel le levier pivotant 20 est bloqué dans le sens axial sur le tourillon 7 tout en conservant une liberté de mouvement articulé, et sous pression élastique de son che- min de roulement 24 contre l'élément roulant 11, et de la plaque de tiroir 26 maintenue dans son cadre de tiroir 25 contre la plaque de fond 6. Etant donné que le cadre de tiroir 25 est monté sur le levier pivotant 20 avec possibilité de mouvement autour de l'axe 27 consti- tuant le deuxième axe de Cardan, les surfaces de glissement des deux plaques 26, 6 peuvent être appliquées uniformément l'une contre l'au- tre. Comme on le voit notamment aux figures 5 à 7, l'articulation du levier pivotant 20 sur son tourillon 7 au moyen d'un palier à rotule 21, 22 et d'un organe de serrage 23 qui peut être opportunément vissé suruntronçonfileté28,de même que le guidage du levier pivotant 20 sur l'élément roulant stationnaire 11 au moyen du chemin de roulement 24, apparaissent très bien adaptés aux conditions d'exploitation régnant au niveau de la poche 1. On obtient une structure stable, montable et démontable avec peu de manipulations, qui permet d'ajuster une pression élastique optimale entre les surfaces de glissement de la plaque de fond 6 et de la plaque de tiroir 26, grâce à l'action con- jointe de l'axe de cardan 27 du cadre de tiroir 25 et du palier à ro- tule 21, 22, exercée en réglant simplement l'organe de serrage 23. L'élasticité peut être présente au niveau du levier pivotant 20 lui-même, et/ou être appliquée au moyen d'un dispositif élastique 29 (figure 6) à caractéristique de ressort progressive, qui agit sur l'axe 12 de l'élément roulant en direction du chemin de roulement 24. Afin d'actionner plus aisément l'organe de serrage 23 pour obtenir une - 6 - 1 pression du levier pivotant 20 adaptée aux conditions d'exploitation, la bague convexe 22 du palier à rotule 21, 22 peut être montée sur l'organe de serrage 23 par l'intermédiaire d'une butée à roulement. Comme plaque de fond 6 et comme plaque de tiroir 26, on emploie des plaques réfractaires de forme elliptique, qui sont assemblées par des bagues circonférentielles 30. Chaque plaque 6, 26 présente deux orifices d'écoulement, respectivement 6a, 6b et 26a, 26b; les orifi- ces d'écoulement de la plaque de fond 6 sont situés sur le petit axe de l'ellipse, et ceux de la plaque de tiroir 26 sur le grand axe de l'ellipse, de sorte que, à la suite d'une rotation à 180 de la plaque de fond 6 dans le plan de pivotement, l'orifice 6b jusqu'alors en réserve sert maintenant d'orifice de coulée, tandis que, sur l'arc de pivotement 37 de la plaque de tiroir 26, l'orifice utilisé jusqu'alors comme orifice d'admission par exemple, et donc non encore usé, sert maintenant d'orifice de coulée et d'étranglement. Comme le montre la figure 6 sur l'exemple de la plaque de tiroir 26, les deux plaques 6, 26 peuvent, à l'aide d'une mâchoire de serrage 31 en forme de faucille montée en rotation et actionnable à l'aide d'une vis de manoeuvre 32, être calées dans les évidements correspondants, res- pectivement du bâti 3 et du cadre de tiroir 25. Le cadre de tiroir 25 est en outre équipé d'un élément de raccordement 33 permettant son accouplement au piston 15 de l'actionneur, et de profil à baionnet- te 34 permettant de raccorder des busettes de coulée interchangeables à la plaque de tiroir 26, à l'aide de manchons interchangeables 36. La procédure à suivre pour remplacer les plaques réfractaires 6, 26 est la suivante: - déposer les busettes de coulée interchangeables 35 - sortir le piston 15 de l'actionneur 16, et désaccoupler l'élément de raccordement 33 du cadre de tiroir 25 - accoupler la potence 17 - déposer l'organe de serrage 23 du tourillon 7 - relever le levier pivotant 20 - remplacer la plaque de fond 6 et la plaque de tiroir 26 - rabattre le levier pivotant 20 - monter l'organe de serrage sur le tourillon 7, serrer le levier pi- -7- 1 votant 20 - désaccoupler la potence 17 et l'amener en position de réserve - sortir le piston 15 et l'accoupler à l'élément de raccordement 33 - mettre en place les busettes de coulée interchangeables 35. Comme le montrent les figures 3 et 4, le levier pivotant 20 peut être amené de la position de fermeture présentée à la figure 4 (o l'orifice de coulée 2 est recouvert par la partie centrale de la pla- que de tiroir 26) à la position d'ouverture selon la figure 3, qui est également employée pour réguler le jet de coulée. La coulée elle-même a lieu à une position du levier pivotant 20 intermédiaire entre celles présentées respectivement aux figures 3 et 4; par contre, la position selon la figure 1 (qui constitue la position initiale pour un remplacement des plaques réfractaires 6 et 26) n'est utilisée pour la coulée que si par exemple l'orifice de coulée 2 doit être brûlé suite à une solidication du métal, ou encore si des matériaux doivent être injectés en vue d'un traitement métallurgique du métal en fusion, ce qui peut s'effectuer en raccordant au profil à baïonnette 34 correspondant, à la place de la busette de coulée interchangeable , un dispositif d'injection. - -- 2 - 1 REVENDICATIONS 1. Tiroir pivotant pour récipients métallurgiques, avec un cadre de tiroir portant la plaque de tiroir réfractaire et suspendu par un axe de Cardan à l'un des bras d'un levier pivotant à deux bras manoeu- vrable par un actionneur, levier dont l'axe de pivotement est une ar- ticulation à rotule constituant l'autre axe de Cardan, et dont le deu- xième bras est amené en appui élastique au moyen d'un chemin de roule- ment et d'un élément roulant, caractérisé en ce que l'axe de pivote- ment à la Cardan est constitué par un tourillon (7) fixé sur le bâti (3) du tiroir, tourillon sur lequel est monté de manière amovible, par l'intermédiaire d'une potence (17) articulée sur le bâti (3), un levier pivotant (20) qui porte l'une (21) des bagues profilées d'un palier à rotule (21, 22), qui est maintenu par un organe de serrage (23) portant la contre-bague profilée (22) du palier (21, 22), et qui, à son extrémité opposée à la plaque de tiroir (26), est pressé par l'intermédiaire d'un chemin de roulement (24) contre un élément roulant (11) stationnaire monté sur le bâti (3). 2. Tiroir pivotant selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe (12) de l'élément roulant (11) stationnaire est situé sur une droite (13) passant par le milieu de l'orifice de coulée (2) fixe du récipient métallurgique et par le milieu du tourillon (7). 3. Tiroir pivotant selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'axe (12) de l'élément roulant (11) stationnaire est appuyé contre le bâti (3) par l'intermédiaire d'un dispositif élastique (29) à augmentation progressive de la force de ressort vers la fin de la course élastique. 4. Tiroir pivotant selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le levier pivotant (20) porte la bague conca- ve (21) du palier à rotule (21, 22) à distance et en position centrale par rapport au tourillon (7), lequel présente une extrémité filetée sur laquelle est monté l'organe de serrage (23) réalisé sous la forme d'un écrou muni de la bague convexe (22) du palier (21, 22). 5. Tiroir pivotant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la potence (17) est montée sur un bord longitudinal du bâti (3) par l'intermédiaire d'un axe de rotation (18), et que l'extrémité libre de 7 1284 1 la potence (17) peut être raccordée à l'extrémité, côté chemin de roulement, du levier pivotant (20) par l'intermédiaire d'un axe (19) parallèle à l'axe de rotation (18). 6. Tiroir pivotant selon la revendication 5, caractérisé en ce que la potence (17) peut être fixée dans une position de réserve (voir la figure 1) à l'aide de moyens d'accouplement identiques à son axe de raccordement (19). 7. Tiroir pivotant selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que le cadre de tiroir (25) porté par le levier pivotant (20), de même que la plaque de tiroir (26) et la pla- que de fond (6), ont une forme elliptique. 8. Tiroir pivotant selon la revendication 7, caractérisé en ce que la plaque de tiroir (26) est munie de deux orifices d'écoulement (26a, 26b) situés sur l'arc de pivotement (37), et que la plaque de fond (6) est munie d'un orifice de réserve (6b) situé sur la droite allant de son orifice d'écoulement (6a) -coaxial à l'orifice de coulée (2)- au tourillon (7). 9. Tiroir pivotant selon les revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le bâti (3) recevant la plaque de fond (6) et le cadre (25) portant la plaque de tiroir (26) sont munis d'une mâchoire de serrage (31) en forme de faucille, qui est montée en rotation à une extrémité, et dont l'autre extrémité peut être déplacée à l'aide d'une vis de manoeuvre (32). 10. Tiroir pivotant selon la revendication 7, caractérisé en ce que le cadre de tiroir (25) est muni à une extrémité de son côté lon- gitudinal situé en deçà du tourillon (7) d'un élément de raccordement (33) pour la tige de piston (15) de l'actionneur (16).