Brevet FR2694511A1 — publié le 19940211

La présente invention a pour objet un dispositif de raccordement automatique sur un circuit d'alimentation fixe, d'un circuit de fluide gazeux d'une poche de métal liquide, montée sur un bâti support. On sait que dans les aciéries, certains équipements montés sur une poche d'acier liquide, nécessitent une alimentation en gaz neutre de brassage de l'acier liquide, notamment argon, lorsque la poche est sur un tourniquet, ou encore sur un chariot de transfert ou sur un poste fixe de traitement. La poche peut être soit en position d'attente, soit en position de coulée, ses équipements devant donc être raccordés à un circuit fixe d'alimentation en fluide gazeux. Jusqu'à présent le branchement des deux circuits a été exécuté de façon purement manuelle. Un tel mode opératoire expose le personnel à des conditions de sécurité non satisfaisantes : exposition à des projections de métal en fusion, accès dangereux et chaleur intense. L'invention a donc pour but de proposer un système de raccordement automatique des deux circuits afin de garantir la sécurité du personnel. Conformément à l'invention, le dispositif de raccordement automatique comprend a) un balancier articulé sur un châssis fixe, et dont une extrémité est équipée d'un contrepoids et l'autre extrémité est munie d'un tube relié au circuit d'alimentation fixe, b) le tube s'étendant dans une direction sensiblement verticale et ayant son extrémité supérieure pourvue d'une partie sphérique percée pour permettre le passage du fluide gazeux, c) une pièce femelle faisant partie du circuit de la poche et montée sur celle-ci, adaptée pour recevoir la partie sphérique afin d'établir le raccordement entre les deux circuits Un tel dispositif permet donc d'exécuter le raccordement des deux circuits en toute sécurité sans l'intervention manuelle d'un opérateur. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront 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 figure 1 est une vue en élévation schématique d'une installation à tourniquet de coulée continue, avec une poche en attente et une poche en cours de coulée La figure 2 est une vue en élévation simplifiée d'une poche de coulée et de son dispositif de raccordement automatique, visé par l'invention. La figure 3 est une vue en élévation partielle, à échelle agrandie du dispositif de raccordement automatique des Fiv 1 et 2, montrant deux positions possibles du balancier et de la tige de raccordement. La figure 4 est une vue en coupe verticale partielle à échelle agrandie du système d'articulation, sur le balancier, de la tige du dispositif de raccordement visible à la Fig.3. L'installation métallurgique représentée à la Fiv.1 comprend un tourniquet 1, connu en soi, dont les extrémités peuvent recevoir chacune une poche 2, 3 de métal liquide, par exemple de l'acier. La poche 2 est en position d'attente tandis que la poche 3 est en position de coulée et est raccordée à un circuit fixe, non représenté, d'alimentation en fluide gazeux tel qu'un gaz neutre de brassage du métal liquide, par un dispositif de raccordement 4. Le dispositif de raccordement 4 peut aussi être utilisé sur un poste fixe de traitement, tel que repré senté à la Fig.2, ou la poche 3 est déposée avant d'être placée sur le tourniquet. Le dispositif 4 comprend a) un balancier 5 articulé sur un châssis fixe 6 autour d'un axe horizontal 7, et dont une extrémité est équipée d'un contrepoids 8, tandis que son autre extrémité est munie d'un tube 9 relié au circuit d'alimentation fixe par une canalisation flexible 11 (Fig.2); b) une pièce femelle 12 faisant partie du circuit de la poche 3 (ou 2), montée sur celle-ci, et adaptée pour recevoir une partie sphérique 13 constituant l'extrémité supérieure de la tige 9. Cette dernière s'étend dans une direction sensiblement verticale, avec une possibilité de débattement angulaire d'amplitude déterminée de part et d'autre de la verticale. La partie sphérique 13 est une boule percée d'un passage pour le fluide gazeux, tandis que la partie femelle complémentaire 12, dans laquelle la boule 13 est destinée à venir s'engager pour établir le raccordement, peut être un cône ouvert vers le bas et prolongé par une portion supérieure sphérique 10. Un joint haute température 14, monté soit sur la boule 13 soit fixé à l'intérieur du cône 12 à un emplacement approprié, permet l'obtention de l'étanchéité nécessaire du raccordement entre la tige 9 et le cône 12. Le tube 9 est fixé au balancier 5 par une articulation élastique souple 15 (Fig.3 et 4), qui comprend un empilement de rondelles 16 souples et compressibles, réalisées par exemple en caoutchouc, coaxiales à la base 9a du tube 9, emboîtées les unes dans les autres et reposant sur le fond 17 d'un boîtier 18 contenant la base 9a du tube 9. Le boîtier 18 est fixé, par exemple par un joint 19 de soudure, à l'extrémité inférieure Sa du balancier 5 opposée au contrepoids 8. Une rondelle rigide 21, coaxiale au tube 9 et solidarisée avec celui-ci par exemple par des lignes 22 de soudure, est intercalée entre la face supérieure de l'empilement des rondelles 16 et une plaque 23 de fermeture formant le couvercle du boîtier 18. Le couvercle 23 est percé d'une ouverture centrale 24 de passage de la tige 9 et est fixé à la paroi verticale 25 du boîtier 18, par exemple par des boulons 26 et des écrous 27. Audessus du couvercle 23 un chapeau conique 28 est traversé axialement par la tige 9 à laquelle il est fixé par exemple par soudage (29), ce chapeau étant destiné à éviter que des projections de métal liquide ne pénètrent dans l'ouverture 24. Le fonctionnement de ce dispositif de raccordement découle directement de la description ci-dessus. En position d'attente, quand la poche n'est pas présente, le balancier 5 est dans une position légèrement inclinée, maintenu par le contrepoids 8 en appui contre une butée 61 prévue sur le châssis 6. Lors de la descente de la poche 2 ou 3 à l'en- droit voulu pour être raccordée au circuit d'alimentation en gaz neutre, si le tube 9 n'est pas aligné avec le cône 12, le système de raccordement est momentanément repoussé dans une position de recul par le cône 12 venant s'appuyer sur la boule 13 (position représentée en traits mixtes (5a, 18a, 9a', 13a) à la Fig.3). Dans cette position la boule 13a est déjà partiellement engagée dans le cône 12 constituant l'extrémité du circuit monté sur la poche 2 ou 3. Simultanément, le contrepoids 8 tend à faire basculer le balancier 5 et la tige 9 ainsi que sa boule 13, celle-ci glissant sur la paroi du cône et entraînant dans son mouvement la tige 9. La boule 13 s'engage alors de manière étanche grâce au joint 14, dans le conduit sphérique 10 prolongeant le cône 12, réalisant le raccordement automatique. Ce raccordement est considérablement facilité par l'articulation souple 15, dont les rondelles compressibles 16 autorisent un débattement angulaire d'un côté ou de l'autre autour de la verticale, par inclinaison de la rondelle 21 et du tube 9 dans des limites angulaires déterminées par la compressibilité des ron delres 16. Le tube 9, la boule 13 et le cône 28 effectuent ainsi un pivotement tandis que la boule 13 entre dans le cône 12 jusqu'à la position d'étanchéité. Le branchement est exécuté avec un effort con tôle', quelle que soit la position de la poche 2, 3 sur ses assises et dans ses guides, grâce au contrepoids 8 du système de balancier 5 selon l'invention. Le contrepoids 8 permet avantageusement d'exercer un effort à peu près constant au niveau du raccord entre la boule 13 et le cône 12, ce qui évite de détériorer le joint 14 et les deux pièces 12, 13 du raccord. Le dispositif de raccordement automatique visé par l'invention apporte une sécurité complète au personnel pendant la coulée de la poche, et ce avec des moyens de structure relativement simple et très robuste, donc résistant en outre à un environnement contraignant (chaleur et poussières). L'invention est susceptible de diverses variantes d'exécution, l'articulation souple 15 par exemple, pouvant être réalisée par tous moyens équivalents à ceux représentés. De même le cône 12 peut être remplacé par une pièce hémisphérique. L'invention est applicable à divers types d'installations industrielles de coulée de métal liquide, le tourniquet 1 représenté aux dessins n'ayant été fourni qu'à titre d'exemple, et lorsqu'il est nécessaire de réaliser le branchement de circuits de fluides dans des conditions de travail pouvant présenter des risques pour les opérateurs. REVENDICATIONS 1. Dispositif de raccordement automatique sur un circuit d'alimentation fixe, d'un circuit de fluide gazeux d'une poche (2, 3) de métal liquide montée sur un bâti support (1), comprenant a) un balancier (5) articulé sur un châssis fixe (6), et dont une extrémité est équipée d'un contrepoids (8) et l'autre extrémité est munie d'un tube (9) relié au circuit d'alimentation fixe, b) le tube (9) s'étendant dans une direction sensiblement verticale et ayant son extrémité supérieure pourvue d'une partie sphérique (13) percée pour permettre le passage du fluide gazeux, c) une pièce femelle (10, 12) faisant partie du circuit de la poche et montée sur celle-ci, adaptée pour recevoir la partie sphérique afin d'établir le raccordement entre les deux circuits. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube (9) est fixé au balancier (5) par une articulation souple (15), autorisant un débattement angulaire déterminé du tube (9) de part et d'autre de la verticale. 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la pièce femelle (12) est un cône ou une demi-sphère, et un joint d'étanchéité (14) haute température est prévu entre la partie sphérique et la pièce femelle. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'articulation (15) du tube comprend un empilement de rondelles souples compressibles (16), coaxiales à la base (9a) du tube (9), reposant sur le fond (17) d'un boîtier (18) contenant la base du tube et fixé à l'extrémité (5b) du balancier (5) opposée au contrepoids (8), et une rondelle rigide (21) fixée coaxialement au tube et intercalée entre une face de l'empilement de rondelles souples (16) et un couvercle (23) du boîtier, afin de permettre le débattement angulaire du tube par compression des rondelles souples. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le châssis (6) est muni d'une butée (61) contre laquelle le balancier (5) est maintenu en position d'attente légèrement inclinée, lorsque ledit dispositif n'est pas raccordé à la poche.