Brevet FR2634544A1 — publié le 19900126

DISPOSITIF DE MANUTENTION D'UNE GOULOTTE DE DISTRI- BUTION D'UN FOUR A CUVE ET MECANISME D'ENTRAINEMENT ADAPTE A CE DISPOSITIF La présente invention concerne un dispositif de manutention d'une goulotte de distribution d'un four à cuve, qui est suspendue de façon pivotante & une cage rotative montée par des roulements dans un boitier installé dans la tête du four et renfermant des moyens d'entraînement pour faire tourner ladite cage autour de l'axe vertical du four, ainsi que des moyens d'entrainement pour faire pivoter la goulotte autour de son axe de suspension horizontal. L'invention concerne également un mécanisme d'entraînement de la goulotte qui est adapté & ce dispositif. Le document DE-C2-2324970 décrit un mécanisme de suspension et d'entraînement d'une goulotte de distribution d'une installation de chargement d'un four à cuve du genre décrit ci-dessus. Ce mécanisme s'est révélé particulièrement efficace et avantageux et, depuis sa conception, il équipe de nombreuses installations de chargement de hauts fourneaux. Le remplacement de la goulotte de distribution, dont le revêtement intérieur doit être renouvelé régulièrement peut être effectué & l'aide d'un dispositif de manutention du genre décrit dans le brevet LU No 85899. Selon ce brevet, l'extraction de la goulotte est effectuée latéralement & travers une ouverture pratiquée dans la partie conique supérieure de la paroi du four. Ceci ne pose aucun problème, notamment pour les nouveaux fours & grande capacité dont la conception peut être réalisée en fonction du type d'installation de chargement. Toutefois, certains problèmes peuvent se poser & l'occasion de la modernisation de fours existant, notamment des hauts fourneaux de capacité plus modeste dans lesquels l'installation de chargement ainsi que la plate-forme de travail sont supportées directement par la paroi du four. En effet, dans ce cas on ne peut pas pratiquer une ouverture dans la paroi du four et dans la plateforme de travail afin de ne pas réduire leur stabilité et leur résistance sans les avoir renforcé au préalable par des transformations importantes et coûteuses. Le but de la présente invention est de prévoir un nouveau dispositif de manutention d'une goulotte qui convient particulièrement pour le remplacement d'une goulotte dans ce genre de haut fourneau. Un but accessoire de l'invention est un mécanisme d'entraînement de la goulotte qui soit aussi simple que possible et qui ne gêne pas le remplacement de la goulotte. Pour atteindre cet objectif, le dispositif de manutention proposé par la présente invention est essentiellement caractérisé en ce que ladite cage et ledit boîtier comportent des parties amovibles permettant le passage de la goulotte en vue de son montage ou de son démontage, à l'aide d'une rampe montée sur une plate-forme entourant la tête du four et supportée par celui-ci,- et comprenant un chariot qui peut coulisser le long de ladite rampe et qui est pourvu de moyens pour être accroché à la goulotte. Etant donné que la goulotte de distribution est dégageable & travers son mécanisme d'entraînement et de suspension, il n'est plus nécessaire d'affaiblir la paroi du four par une ouverture d'extraction de la goulotte. Le chariot coulissant le long de la rampe est, de préférence, monté sur des galets de roulement et est accroché à une chaîne ou un câble tracteur évoluant autour de poulies de renvoi aux extrémités de la rampe sous l'action d'un moteur d'entrainement. Les moyens pour accrocher la goulotte au chariot peuvent être constitués par une tige coulissante a téte de marteau qui peut être engagée par coulissement et rotation dans le rebord supérieur de la goulotte. L'invention prévoit également un mécanisme d'entraînement d'une goulotte adapté au dispositif décrit ci-dessus et comprenant une première et une seconde couronne de roulement conçues respectivement pour faire tourner la goulotte autour de l'axe vertical du four et modifier son angle d'inclinaison par rapport à cet axe, par pivotement autour de son axe de suspension horizontal et des moyens pour actionner, indépendamment l'une de l'autre, les deux couronnes de roulement, dont le premier mode de réalisation est caractérisé en ce que la seconde couronne de roulement est reliée par une tringlerie articulée à deux bras fixés de part et d'autre de la goulotte sur l'axe de suspension de celle-ci. Cette tringlerie est, de préférence, constituée d'un élément fourchu dont les dents sont articulées aux extrémités desdits bras et dont l'extrémité opposée est articulée sur un levier pivotant montée sur la cage rotative de manière à pouvoir basculer dans ie même sens que la goulotte et dont l'extrémité libre est reliée par une biellette & la seconde couronne de roulement. Selon un deuxième mode de réalisation, le méca- nisme d'entraînement prévu par l'invention est caractérisé par un secteur denté solidaire de l'un des axes de suspension de la goulotte et formant un engrenage conique avec une section dentée de la seconde couronne de roulement. D'autres particularités et caractéristiques ressortiront de la description de quelques modes de réalisation préférées, présentées ci-dessous, & titre d'illustration, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 montre une vue, en coupe verticale schématique, d'un dispositif de manutention d'une goulotte selon la présente invention; les figures 2 et 3 représentent des vues sché- matiques, respectivement en coupe verticale et en plan d'un premier mode de réalisation d'un mécanisme d'entrainement d'une goulotte de distribution et les figures 4 et 5 représentent schématiquement des vues en coupe verticale d'un second mode de réalisation d'un mécanisme d'entrainement d'une goulotte de distribution. La figure 1 en annexe représente la tête d'un haut fourneau 10 équipé d'une installation de chargement comprenant une goulotte de distribution rotative et pivotante 12 qui est suspendue & un mécanisme d'entraînement dont on décrira deux modes de réalisation avantageux par la suite. Le haut fourneau est un four qui était équipé initialement d'une installation classique de chargement & cloche qui a été remplacé par le dispositif de chargement représenté sur la figure 1. La goulotte 12 est suspendue de façon pivotante à une cage rotative 14, suspendue à son tour, par l'intermédiare d'un roulement 16 dans un boîtier fixe 18 solidaire de la paroi du four 10. Le boîtier 18 renferme des mécanismes pour faire tourner la cage 16 autour de l'axe vertical du four et pour ajuster l'angle d'inclinaison de la goulotte 12. Ces mécanismes d'entrainement seront décrits plus en détail par la suite. La matière de chargement, qui subit un stockage intermédiaire dans un sas 20 tombe axialement sur la goulotte 12 par une tubulure centrale 22. Il est a noter que toute l'installation de chargement y compris le sas 20 et le mécanisme d'entraînement et de suspension de la goulotte, ainsi qu'une plate-forme de travail circulaire 24 aménagée autour de la tête du four 10 sont supportées par la paroi de celui-ci. C'est la raison pour laquelle on ne peut pas pratiquer une ouverture d'extraction de la goulotte 12 dans la paroi du four afin de ne pas l'affaiblir sans modifications importantes de la charpente. Il reste néanmoins nécessaire de prévoir une possibilité de démontage de la goulotte 12 étant donné que celle-ci doit être remplacée de temps en temps. A cet effet, la présente invention propose le montage et le démontage de la goulotte 12 & travers son mécanisme d'entraînement et de suspension. Comme le montre la figure 1, la cage rotative 14 comporte un couvercle amovible 26 qui est suffisamment grand pour permettre le passage de la goulotte 12. Ce couvercle 26 se trouve dans le prolongement oblique d'une ouverture latérale d'accès 28 au boitier 18. Cette ouverture 28 est de toute façon présente pour l'entretien du mécanisme d'entraînement de la goulotte 12. Suivant la construction, il peut être nécessaire de pratiquer également des ouvertures latérales dans le boitier pour détacher la goulotte de son axe de suspension. Pour permettre l'extraction et l'introduction de la goulotte 12 a travers le couvercle démonté 26 et l'ouverture 28 il est prévu une rampe 30 accrochée & un pivot 31 au bord inférieur de l'ouverture 28. Un support 32, éventuellement téléscopique pour permettre la modification de l'angle d'inclinaison de la rampe 30 est monté sur la plate-forme 24 et supporte la rampe 30 dans la position inclinée comme représenté sur la figure 1. Cette rampe 30, est, de préférence, conçue pour être enlevée après usage avec les moyens de levage se trouvant sur place et/ou être rangée dans un endroit approprié. Toutefois, selon la conception du four et si elle n'encombre pas la plate-forme 24 elle peut rester en place après être rabattue à l'horizontale et dégagée vers l'arrière & l'aide de son support 32 qui, à cet effet, peut être actionné par un vérin hydraulique. Sur la rampe 30 se trouve un chariot 34 pouvant coulisser le long de la rampe 30 sur des galets de roulement 36. L'entraînement du chariot 34 peut être assuré par une chaîne ou un câble tracteur 38 dont les extrémités sont accrochées au chariot 34 et qui évoluent autour d'une poulie de renvoi supérieure 40 et d'une poulie de renvoi inférieure 42. L'entraînement du câble 38 peut être assuré par un moteur agissant sur l'une des poulies 40 ou 42. Sur le chariot coulissant 34 se trouve un dis- positif 44 d'accrochage de la goulotte 12. Ce dispositif d'accrochage 44 peut être constitué de différentes manières. Sur la figure 1, on a repré- senté, à titre d'illustration, une tige 46 coulissant dans une gaine et comprenant une tête en forme de marteau qui peut être passée à travers une fente dans le rebord supérieur 48 de la goulotte 12 et qui peut être retenue derrière celui-ci après rotation d'un quart de tour de la tige 46. Il suffit ensuite de fixer la tige 46 dans sa gaine pour accrocher la goulotte 12 au dispositif 44 et au chariot 34. L'extraction de la goulotte 12 peut dès lors être réalisée en déplaçant le chariot 34 de la position illustrés en traits pleins vers la position illustrée en traits interrompus.-- Dans cette position, la goulotte 12 peut être accrochée a des systèmes de levage prévus autour du four avant d'être décrochée du chariot 34. Si le mécanisme d'entrainement de la goulotte qui est connu par le document DE-C2-2324970 pouvait, à la rigueur, être utilisé, éventuellement après quelques transformations, avec le système de démontage de la goulotte décrit ci-dessus, il n'en constitue, malgré tout, pas la solution idéale. D'abord, le boîtier d'entraînement est relativement encombré par les engrenages et il est difficile de trouver la place nécessaire pour l'extraction de la goulotte à travers ce boîtier. Ensuite, à cause de sa complexité, ce mécanisme est moins rentable pour les fours de petite taille. Un autre problème est celui lié au fait que l'installation de chargement est supportée par la paroi du four, ce qui est le cas dans l'exemple concret visé par la présente invention. En effet, il est bien connu que la paroi du four subit des mouvements de dilatation thermique et ceux-ci se répercutent, par conséquent, sur le boîtier du mécanisme d'entraînement de la goulotte et celui-ci est donc exposé & des risques de déformation. Or, les mécanismes d'entrainement connus, qui comportent un système complexe d'engrenages et de pignons, notamment au niveau des deux carters rotatifs qui engendrent le pivotement de la goulotte, ne tolèrent pas de déformations de cette amplitude. Les deux modes de réalisation d'un mécanisme d'entraînement présentés cidessous conviennent mieux, sous cet aspect, pour ce type d'installation de chargement équipé d'un système de remplacement de la goulotte tel que décrit ci-dessus. Dans le premier mode de réalisation des figures 2 et 3 le boîtier 18 renferme deux couronnes de roulement 50 et 52 dont les engrenages périphériques sont actionnés respectivement par deux pignons non représentés qui sont entraînés indépendamment l'un de l'autre par des moyens pouvant, par exemple, être ceux du mécanisme connu du document précité. La première couronne de roulement 50 est solidaire d'une cage rotative 54 & l'intérieur de laquelle la goulotte 12 est suspendue de façon pivotante par l'intermédiaire de paliers. Cette suspension peut, par exemple, être du type décrit dans la demande de brevet luxembourgois No 87341, qui a été conçue pour faciliter le démontage de la goulotte. La seconde couronne de roulement 52 est reliée par une tringlerie aux axes de suspension de la goulotte 12 afin d'en assurer l'ajustement angulaire par rapport à l'axe vertical. A cet effet, l'axe de suspension de la goulotte 12 est solidaire, de part et d'autre de la cage rotative 54 de deux bras 56, 58. Les extrémités de ces deux bras 56, 58 sont articulées aux deux extrémités d'un élément fourchu 60 dont l'extrémité opposée est reliée à un levier 62 qui est monté de façon pivotante sur un tablier horizontal périphérique 64 de la cage rotative 54. L'extrémité supérieure de ce levier pivotant est relié par une biellette 66 a la couronne de roulement 52. Pour des raisons de stabilités, le levier pivotant 62 est, de préférence, conçu en forme de U (voir figure 3) dont la base est montée par un palier ou une charnière sur le tablier 64. L'extrémité de l'élément 60 est reliée aux deux branches latérales du levier 62 par l'intermédiaire d'une traverse 68. Toutes les conrnections de la tringlerie sont articulées pour permettre sa déformation. Il est à noter que l'élément 60 pourrait être actionné directement par la biellette 66, mais, pour des raisons d'une meilleure répartition des composants de force, la presence du levier basculant 62 est préférable. Lorsque les deux couronnes de roulement 50, 52 sont actionnées en synchronisme, la goulotte 12 tourne avec la cage rotative 54 autour de l'axe vertical O avec un angle d'inclinaison constant par rapport à cet axe. Par contre, lorsque la couronne 52 subit, par exemple par accélération, un mouvement relatif par rapport & la couronne de roulement 50, elle modifie, par l'intermédiaire de la déformation de la tringlerie, la position angulaire de la goulotte 12 par rapport à l'axe vertical O. Lorsque cette tringlerie est déformée de la configuration représentée en traits gras vers la configuration représentée en traits légers, la goulotte 12 est basculée de la position angulaire représentée en traits pleins sur la figure 2 dans la position verticale représentée en traits interrompus. La figure 3 montre que l'angle du mouvement relatif de la couronne 52 par rapport & la couronne 50 nécessaire au pivotement de la goulotte 12 est très faible. Comparé aux transmissions par engrenage, la transmission par la tringlerie représentée sur les figures 2 et 3 présente l'avantage de tolérer de légères déformations de la paroi du boitier 18. En outre, la tringlerie est disposée, dans son inté- gralité, du côté opposé & celui par lequel la goulotte est extraite du boltier 18, selon la méthode proposée à la figure 1, de sorte qu'elle ne gêne pas le remplacement de la goulotte. Le mode de réalisation selon la figure 4 et 5 comporte également deux couronnes de roulement 50 et 52 identiques à celles du mode de réalisation précédent. Dans ce mode de réalisation, la couronne dentée 52, outre son engrenage périphérique, porte une section dentée 70 qui forme un engrenage conique avec un secteur denté 72 qui est solidaire de l'un des axes de suspension de la goulotte 12. Par conséquent, un mouvement relatif de la couronne de roulement 52 par rapport à la couronne 50 entraine, par l'action de cet engrenage conique 70, 72 un pivotement de la goulotte 12 par rapport à l'axe vertical O. Ce système d'entraînement de la goulotte est disposé du côté latéral de celle-ci de sorte qu'il n'encombre pas le côté par lequel la goulotte est démontée selon la figure 1. REVENDICATIONS 1. Dispositif de manutention d'une goulotte de distribution d'un four à cuve, qui est suspendue, de façon pivotante à une cage rotative (14) montée par des roulements (16) dans un boitier (18) installé dans la tête du four (10) et renfermant des moyens d'entrainement pour faire tourner ladite cage (14) autour de l'axe vertical du four, ainsi que des moyens d'entraînement pour faire pivoter la goulotte (12) autour de son axe de suspension horizontal, caractérisé en ce que ladite cage (14) et ledit boîtier (18) comportent des parties amovibles (26) permettant le passage de la goulotte (12) en vue de son montage ou de son démontage à l'aide d'une rampe (30) montée sur une plate-forme (24) entourant la tête du four (10) et supportée par celle-ci, et comprenant un chariot (34) qui peut coulisser le long de ladite rampe (30) et qui est pourvu de moyens pour être accroché à la goulotte (12). 2. Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le chariot (34) est monté sur des galets de roulement (36) et est accroché à une chaîne ou un c&ble tracteur sans fin (38) évoluant autour de poulies de renvoi (40, 42) aux extrémités de la rampe (30) sous l'action d'un moteur d'entraînement. 3. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens pour accrocher la goulotte (12) sont constitués par une tige coulissante (46) à tête de marteau, qui peut être engagée par coulissement et rotation au rebord supérieur (48) de la goulotte. 4. Mécanisme d'entraînement d'une goulotte pour un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et comprenant une première et une seconde couronne de roulement (50, 52) conçues respectivement pour faire tourner la goulotte (12) autour de l'axe vertical O du four et modifier son angle d'inclinaison par rapport à cet axe O, par pivotement autour de son axe de suspension horizontal et des moyens pour actionner, indépendamment l'une de l'autre, les deux couronnes de roulement, caractérisée en ce que la seconde couronne de roulement (52) est relié par une tringlérie articulée à deux bras (56, 58) fixés, de part et d'autre de la goulotte, sur l'axe de suspension de celle-ci. 5. Mécanisme selon la revendication 4, caractérisé en ce que la tringlerie est constituée d'un élément fourchu (60) dont les dents sont articulés aux extrémités desdits bras (56, 58) et dont l'extrémité opposée est articulée sur un levier pivotant (62) monté sur la cage rotative (54) de manière à pouvoir basculer dans le même sens que la goulotte et dont l'extrémité libre est reliée par une biellette (66) à la seconde couronne de roulement (52). 6. Mécanisme selon la revendication 5, caratérisé en ce que ledit levier pivotant (62) est en forme de "U" dont la base est logée dans un palier sur la cage rotative (54) et dont les deux branches sont réunies par une traverse (68) dont le centre est relié audit élément fourchu (60). 7. Mécanisme d'entraînement d'une goulotte pour un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et comprenant une première et une seconde couronne de roulement (50, 52) conçues respectivement pour faire tourner la goulotte (12) autour de l'axe vertical O du four et modifier son angle d'inclinaison par rapport à -et axe O, par pivotement autour de son axe de suspension horizontal et des moyens pour actionner, indépendamment l'une de l'autre, les deux couronnes de roulement, caractérisée par un secteur denté (72) solidaire de l'un des axes de suspension de la goulotte (12) et formant un engrenage conique avec une section dentée (70) de la seconde couronne de roulement (52).