Brevet FR2657152A1 — publié le 19910719

La pressente invention a pour objet un procédé et un dispositif de réchauffage de produits métallurgiques longs de section rectangulaire ou carree, tels qlle des billettes, dans un folir dans lequel lesdites rillettes sont juxtaposées pour former tin lit de billettes qui est poussé sur un support horizontal, d'tune entrée vers une sortie, perpendiculairement à la direction longitudinale desdites billettes. On sait que les produits métallurgiques, notamment sidérurgiques tels que des produits longs à section rec.tanglllaire., constitues par des billettes en acier, doivent être chauffés de la manière la plus homogène possible dans des fours dits fours "poussants", équipés de systèmes pousseurs qui font avancer le lit de billettes à travers le four. Ces produits longs sont nécessairement placés sur un support, ce pri entraîne une dissymétrie vis-à-vis du chauffage, entre leur face au contact du support et celle qui ne l'est pas, le chauffage étant réalisé par exemple par rayonnement ou par convection.Ce processus constitue donc un obstacle à l'homogénéité du chauffage et par conséquent à l'obtention de certaines qualités du produit final. L'invention a donc pour hut de réaliser un procédé et un dispositif de réchauffage pouvant être mis en oeuvre à l'intérieur du four et permettant l'obtention d'un réchauffage. homogène sur les faces opposées des produits - Suivant. procédé conforme à l'invention, on retourne les produits longs durant leur déplacement entre l'entrée et la sortie du four, de façon que soient exposées au réchauffage successivement chacune de leurs faces opposées. Le dispositif de réchauffage pour la mise en oeuvre de ce procédé comprend des moyens de retournement des produits longs entre 1 1entrée et ] a sortie du four. Selon un mode de réalisation du dispositif, lesdits moyens comprennent un barillet monté rotativement dans le four autour d'un axe horizontal et dans lequel sont ménagés dellx logements diamétralement opposés de réception d'un produit long dans chacun d'eux, et des moyens disposés à l'intérieur du barillet, adaptés pour transmettre à chaque produit long reçu dans le premier logement, et après rotation du barillet sur 180, une poussée exercée sur un autre produit long introduit dans le deuxième logement. Préférentiellement, les moyens de transmission de poussee des produits longs à l'extérieur du barillet comportent une calte de largeur variable, montée coulissante radialement à l'intérieur du ba ri il et et entre 1 les deux logements des produites longs, associée à des moyens de commande des variations de largeiïr de ladite cale selon sa direction de coulissement. Selon une forme de réalisation de l'invention, la cale comprend une paire d'éléments extensibles, et les moyens de commande des variations de largeur de la cale permettent de commander leur écartement ou leur rapprochement par coulissement radial à l'intérieur de la cale, et ces éléments sont montés de manière à pouvoir prendre, soit une première position partiellement sortie à l'extérieur de la cale et partiellement intérieure aux logements dans lesquels ils peuvent etre en contact avec les produits longs, soit une seconde position dans laquelle ils sont entièrement rétractés à l'intérieur de la cale et ne sont plus au contact des produits longs, 1 l'un des éléments précités saillant dans le logement d'entrée, pouvant recevoir la poss d'un lit de produits longs, tandis que le second élément, saillant dans le logement de sortie, peut exercer sur le produit long disposé dans ce logement une poussée pour l'évacuer à l'extérieur du barillet. On comprend donc que lorsqu'une billette est entrée dans le premier logement, les éléments extensibles coulissants sont rétractés dans la cale, ce qui entraîne la création d'un jeu entre, d'une part la cale de transmission de poussée et la billette contenue dans un logement du barillet, et d'autre part les lits de billettes situées en amont et en aval du dispositif de retournement; puis on commande le basculement sur 180 degrés du barillet, afin de présenter cette billette du côte sortie du barillet, tandis que le second logement est pret à recevoir une seconde billette. Cette dernière est poussée dans le logement par le système pousseur du four après écartement préalable des éléments extensibles de la cale pour supprimer ledit jeu, ce qui fait sortir la billette retournée à l'extérieur du barillet. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif. - La Fig. 1 est une vue mi-coupe mi-élévation longitudinale suivant 1-1 de la Fig. 2 d'une forme de réalisation du dispositif de réchauffage de produits métallurgiques suivant l'invention - la Fig. 2 est une vue de dessus avec coupe partielle suivant 2-2 de la Fig. 1 ; - la Fig. 3 est une. vue en élévation en bout du dispositif de réchauffage suivant la flèche K de la Fig. 2 - les Fig. 4A, 4R 4C r 4n sont. des vues en élévation schématique du barillet et de billettes, sim.ilaires à la Fig. 1 et illustrant les phases successives d'un cycle de retournement d'une billette sur 180 degrés par rotation du barillet conformément au procédé selon l'invention. Le dispositif représenté aux dessins est destin au réchauffage de produits métallurgiques longs de section rectangulaire, notamment des billettes la, lb, ... If, dans un four non représenté, au travers duquel ils sont poussés sur un support horizontal 2 entre une entrée et une sortie. A cet effet, le four est équipé d'un système pousseur connu en soi, non représenté, et agissant pour déplacer les billettes de la gauche vers la droite selon la Fig.1. Le for est équipé de moyens de retournement des billettes la ... entre l'entrée et la sortie, qui dans l'exemple représenté, comprennent un barillet 4 monté rotativement dans le support. 2 autour d'un axe horizontal X-X. Le barillet 4 est constitué de deux disques 4a, 4h, distants d'un intervalle sensiblement inférieur à la longueur des produits la, lb ... Dans chaque disque 4a, 4b, sont ménagés deux logements 5a, 5b diamétralement opposés, adaptés pour recevoir chacun l'extrémité d'une biJ]et.te la ... Chaque logement présente une paroi latérale 6a, 6b inclinée sur l'axe X-X d'un angle approprié, et sur laquelle une billette peut venir prendre appui lorsqu'elle rentre dans le barillet 4. Les paires de logements 5a, 5b communiquent par des évidements dans lesquels sont engagées les extrémités d'une cale 8 montée coulissante radialement entre les logements 5a, 5b (Fig. 2). La cale 8 comprend un empilement de plaques formé d'une premiere et d'une seconde plaques extérieures 9, 11, d'une troi stemm plaque 12 et d'une quatrième et d'une cinquième plaques 13, 14. Ces dernières sont disposées dans un meme plan entre les plaques Il et 12 et associées à des moyens de commande qui permettent, soit de les rapprocher l'une de l'autre, soit de les écarter par translation. Les plaques 13, 14 constituent donc une paire d'éléments extensibles par coulissement radial à l'intérieur de la cale 8. Dans les plaques extérieures 9 et Il, sont ménagées des lumières ou rainures 15, 16 respectives, orientées perpendiculairement à l'axe X-X, c'est-àdire dans la direction générale d'avancement des billettes la ... Par ailleurs, dans la plaque 12 sont formées des rainures 17 inclinées sur la direction d'avancement des billettes d'un angle approprié et qui intersectent les rainures 15 et 16. Les rainures 17 sont beaucoup plus longues que les rainures 15, 16 et, comme celles-ci, sont ménagées de part et d'autre de l'axe X-X symétriquement à celui-ci. Dans l'exemple représenté, la plaque 12 comporte ainsi deux rainures 17 de part et d'autre de l'axe X-X. Deux rainures 15 et deux rainures similaires 16 sont prévues de chaque côté de l'axe X-X dans les plaques respectives 11, 9. Des tétons 18 sont solidaires des quatrième et cinquième plaques 13, 15, de part et d'autre desquelles ils font saillie perpendiculairement à cellesci. Chaque téton 18 est donc constitué de deux parties 18a, 18b, la partie i8a traversant une rainure 16 et une rainure 17, tandis que la partie complémentaire 18b traverse uniquement une rainure 15 de la plaque 11. Dans l'exemple décrit, les tétons 18 sont donc au nombre de quatre, chacun étant associé à une paire de rainures 16, 17 et à une rainure 15. Le dispositif comprend des moyens de commande permettant de déplacer la troisième plaque 12 perpendiculairement à la direction d'avancement des billettes, donc parallèlement à l'axe transversal X-X du barillet 4, afin de provoquer soit un écartement1 soit un rapprochement des éléments 13 et 14 par coulissement radial entre les plaques Il et 12, par l'intermédiaire des tétons 18, comme cela sera expliqué plus loin. Des pions ou goujons 19a, 19b traversent l'empilement 8 entre les plaques 13 et 14, ainsi qu'une gorge 21 ménagée dans la plaque 12 parallèlement à l'axe X-X. Dans l'exemple représenté, les moyens de commande précités comprennent une tringle 22 traversant la joue 4b du barillet 4 parallèlement à l'axe X-X1 dont une extrémité est fixée à la plaque 12 et l'autre extrémité est reliée à des moyens de commande de déplacement de la tringle 22 parallèlement à l'axe de rotation du barillet 4. Lorsque la plaque 12 est positionnée comme représenté à la Fig. 2, c'est-à-dire engagée contre la joue 4a, une traction T sur la tringle 22 provoque un rapprochement des plaques 13 et 14 et inversement, une poussée exercée sur la tringle 22 consécutivement à cette traction écarte l'une de l'autre les plaques 13, 14, d'une façon qui sera expliquée plus en détail ci-après. Le déplacement transversal de la plaque 12 est limité par les pions 19a et 19b formant butées pour les extrémités de la gorge 21. Le dispositif est complété par des moyens pour faire basculer le barillet 4 de 180 degrés. Dans l'exemple représenté, ces moyens sont constitués par deux roues dentées 23 montées aux extrémités opposées du barillet 4, sur les faces extérieures des joues 4a, 4b1 coaxialement à son axe de rotation X-X, et par des chaînes correspondantes 24. Ces dernières passent sur des roues dentées inférieures de renvoi 25 solidarisées par un arbre 10 relié par son extrémité 26 à des moyens d'entraînement en rotation (Fig. 3). L'actionnement de ces derniers entraîne donc les chaînes 24 et le barillet 4 en rotation autour de son axe X-X. Le fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit est le suivant. Au départ, le barillet 4 et sa cale 8 sont dans les positions représentées aux Fig. 1, 2 et 4A. Toutefois, pour la commodité de l'exposé, on considérera qu'au début d'un cycle de fonctionnement du four ainsi équipé, le lit des billettes la, lb, lc se trouve placé dans le four, dans la position repré sentée aux dessins, les billettes Id, le, if retournées, représentées à la Fig 1, ne s y trouvant pas. La cale 8 est dans une position déportée latéralement vers les logements 5b dans lesquels ses extrémités pénètrent en dégageant corrélativement les logements 5a. La plaque 12 est dans la position de la Fig. 2, dans laquelle corrélativement les plaques 13, 14 sont écartées l'une de l'autre, les extrémités de la plaque 14 se trouvant presque entièrement dans les logements 5b tandis que la plaque 13 fait saillie partiellement dans les logements d'entrée 5a, dans lesquels pénètre une première billette lc, sous la poussée de l'organe pousseur exercée sur le lit de billettes la, lb, lc Dans la position représentée aux Fig. 1 et 4A, la première billette lc est au contact de la plaque 13 et prête à basculer sur les fonds 6a à l'intérieur des logements d'entrée Sa. On exécute alors une traction T sur la tringle 22, parallèlement à l'axe X-X. La plaque 12 est entraînée en translation de sorte que les deux paires de tétons 18 se rapprochent par coulissement à la fois dans les rainures 16 et 17 et dans les rainures 15. Les tétons 18 étant solidaires des plaques 13 et 14, entraînent donc celles-ci qui se rapprochent l'une de l'autre et sont rétractées à l'intérieur de la cale 8. (Position de la Fig. 4B). Le déplacement de la plaque 12 s'arrête lorsque l'extrémité de la gorge 21 vint en butée contre le pion 19b.La première billette lc, n'étant plus alors retenue par la plaque 13, chute dans son logement Sa contre la face inclinée 6a de celui-ci, et libère ainsi un jeu entre elle-même et la billette suivante lb, suffisant pour permettre la rotation du barillet 4. On commande alors un retournement sur 180 degrés du barillet 4 contenant la billette Ic. Au terme de ce retournement, le barillet 4 se trouve donc dans la situation représentée à la Fig. 4C, dans laquelle la cale 8 fait saillie dans les logements Sb. On exécute alors une poussée sur la tringle 22, de manière à ramener la plaque 12 à sa position initiale, translation durant laquelle les tétons 18 exécutent le parcours inverse du précédent et entrainent donc un écartement des plaques 13 et 14 (Fig. 4D), jusqu'à venue de l'extrémité de la gorge 21 adjacente à la tringle 22 en butée contre le pion 19a. De ce fait, la plaque 13 pousse la billette lc vers l'extérieur du barillet 4 en direction du support 2. En même temps, la plaque 14 vient au contact de la billette suivante lb, preste à entrer dans les logements 5b. Le système pousseur reprend sa poussée sur les billets, de sorte que la billette suivante lb vient pousser la plaque 14 qui se trouve alors en position sortie au maximum. La poussée exercée sur la plaque 14 est transmise par les tétons 18 à la plaque 12, qui entraîne alors en translation radiale les plaques 9, 11 par l'intermédiaire du téton central 19 et la plaque 13 par l'intermédiaire des tétons 18. Durant ce coulissement radial de la cale 8, la plaque 13 pousse complètement à l'extérieur du barillet 4 la billette îc qui est évacuée sur le support 2, tandis que la billette suivante lb pénètre dans les logements d'entrée 5b. Au terme de cette manoeuvre, le barillet 4 se retrouve dans une position équivalente à celle de départ, représentée aux Fig. 1 et 4A, et le cycle précédemment décrit recommence. L'invention n' est pas limitée au mode de réalisation décrit et peut comporter de nombreuses variantes d'exécution. Ainsi notamment, les deux plaques 13, 14 et leurs moyens de commande en translation (t8, 15, 16, 17) peuvent etre remplacés par des pièces en trapèze rectangle entre lesquelles est disposé un élément de forme conjuguée, tel que sa manoeuvre par traction ou par poussée entraine un écartement ou un rapprochement des éléments en trapèze rectangle. Les moyens de commande du retournement du barilLet 4 et du déplacement des plaques 13, 14, peuvent être mécaniques (vérin) et la manoeuvre rendue entièrement automatique durant une séquence de fonctionnement du four. REVENDICATIONS 1. Procédé de réchauffage de produits métallurgiques longs à section rectangulaire tels que des billettes (la, lb, lc) dans un four au travers duquel ils sont poussés sur un support horizontal (2) d'une entrée vers une sortie, caractérisé en ce qu'on retourne lesdits produits (la ... If) durant leur déplacement entre l'entrée et la sortie du four, de façon que soient exposés au réchauffage successivement chacune de leurs faces opposées. 2. Dispositif de réchauffage de produits métallurgiques longs à section rectangulaire pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de retournement (4, 23, 26) desdits produits longs (la ...) entre l'entrée et la sortie du four. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent un barillet (4) monté rotativement dans le four autour d'un axe horizontal (XX) et dans lequel sont ménagés des logements (5a, 5b) diamétralement opposés de réception d'un produit long (la ...) dans chacun d'eux, des moyens d'entraînement en rotation du barillet, et des moyens (8, 13, 14) disposés à l'intérieur du barillet, adaptés pour transmettre à chaque produit long (lc) reçu dans un premier logement (5a) et après rotation du barillet sur 180 degrés, une poussée exercée sur un autre produit long (lob) introduit dans un second logement (5b) diamétralement opposé au premier. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de transmission de poussée des produits longs (1a ...) à l'extérieur du barillet (4) comportent une cale (8) de largeur variable, montée coulissante radialement à l'intérieur du barillet et entre les logements diamétralement opposés (5a, 5b) des produits longs, associée à des moyens de commande des variations de largeur de ladite cale selon sa direction de coulissement. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la cale comprend une paire d'éléments extensibles (13, 14), et les moyens de commande des variations de largeur de la cale (8) permettent. de commander leur écartement ou leur rapprochement par coulissement radial à l'intérieur de la cale, et ces éléments (13, 14) sont montés de manière à pouvoir prendre, soit une première position partiellement sortie à l'extérieur de la cale (8) et partiellement intérieure aux logements (5a, 5b) dans lesquels ils peuvent être en contact avec les produits longs, soit une seconde position dans laquelle ils sont entièrement rétractés à l'intérieur de la cale (8) et ne sont plus au contact des produits longs, l'un (13) des éléments précités saillant dans les logements d'entrée (5a), et pouvant recevoir la poussée d'un lit de produits longs (la, lb, lc) tandis que le second élément (14), saillant dans les logements de sortie (5b), peut exercer sur le produit long (nid) reçu dans ces logements une poussée pour l'évacuer à l'extérieur du barillet. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la cale (8) comprend un empilement de plaques formé d'une première et d'une seconde plaques extérieures (9, 11) dans lesquelles sont ménagées des rainures (16, 15) parallèles à la direction d'avancement des produits longs (la, lb ...) et de coulissement radial de la cale (8), d'une troisième plaque (12) dans laquelle sont ménagées des rainures (17) inclinées sur la direction d'avancement des produits longs et qui intersectent les rainures (16, 15) des première et seconde plaques (9, 11), et d'une quatrième et cinquième plaques (13, 14) situées dans un même plan, interposées entre la troisième plaque (12) et l'une des première (9) et deuxième (11) plaques, ces quatrième et cinquième plaques constituant les éléments extensibles précités pouvant coopérer avec les produits longs, des tétons (18) solidaires des quatrième et cinquième plaques traversant les rainures (16, 15, 17) des première, deuxième et troisième plaques afin de rapprocher ou d'écarter les quatrième et cinquième plaques (13, 14) lorsqu'ils sont entraînés dans lesdites rainures de guidage par une traction (T) exercee sur la troisième plaque (12) parallèlement à l'axe de rotation (XX) du barillet (4). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu 'il comprend des moyens de commande du déplacement de la troisième plaque (12) parallèlement à l'axe (XX) de rotation du barillet (4) et entre deux butées (19au 19b) traversant la cale (8), par exemple une tringle (22) fixée à la troisième plaque (12), ou un vérin. 8. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu il comporte des moyens pour faire basculer le barillet (4) de 180 degrés afin de retourner un produit long (la ...) entré dans le premier logement (5a) et de recevoir un second produit long dans les seconds logements (5b), par exemple des roues dentées (23) fixées latéralement au barillet (4) et munies de chaînes (24) pouvant être entrainées par des moyens d'entraînement en rotation (26, 25, 10). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que le barillet (4) est constitué de deux disques (4a, 4b) parallèles, dans les faces en vis-à-vis desquels sont ménagés les logements (5a, 5b) diamétralement opposés, dans lesquels sont reçues les extrémités de la cale (8) et des produits longs (la, lb ...) à retourner.