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PRO_CEDE D'INTRODUCTION D'UNE TIGE DE PERCAGE DANS LE TROU
DE COULEE D'UN FOUR A CUVE, MACHINE DE PER~AGE ET PINCE
BI-DIRECTIONNELLE
La présente invention concerne un procédé
d'introduction d~une tige de perçage dans le trou de coulée d'un four a cuve avant le durcissement complet d'une masse de bouchage précédemment injectée dans le trou de coulée, procédé mis en oeuvre à l'aide d'une machine de perçage comprenant un outil de travail avec un moyen d'accouplement à l'extrémité libre de la tige et déplaçable le long d'un affut prenant appui sur la paroi du four, une pince montée sur l'affût en alignement axial sur le dispositif d'accouplement et déplacable longitudinalement par rapport à l'affût sous l'action d~un vérin hydraulique monté sur celui-ci. L' invention concerne également une machine pour l'introduction et l'extraction d'une tige de perçage dans le trou de coulée, ainsi qu'une pince bi-directionnelle pouvant être utilisée sur une telle machine.
L'invention concerne, par conséquent, le procédé
maintenant bien connu, de la tige perdue, selon lequel, après avoir obturé le trou de coulée avec une masse de bouchage, on enfonce dans celle-ci, avant son durcissement complet, une tige métallique. L'ouverture du trou de coulée consiste, dès lors, à extraire au moment voulu, la tige de la masse dP bouchage durcie.
Les machines utilisées pour la mise en oeuvre de ce procédé sont les foreuses classiques, ayant, toutefois, subi des adaptations et modifications appropriéeq. Il faut, en effet, se préserver la possibilité de pouvoir forer, de temps en temps, par des moyens classiques, par exemple, pour reformer ou déplacer le trou de coulée, ou lorsque la tige perdue n'a pas pu être utilisée.
L'organe de travail de ces machines doit donc comporter non seulement une foreuse qui, certes n'est utilisée qu'occasionnellement, mais également un mandrin avec une pince d'accouplement et, surtout, un puissant percuteur --' ' 2 2~936 pneumatique bi-directionnel pour déployer la force nécessaire a l'introduction et à l'extraction de la tige de perçage perdue. En effet, si l~extraction de la tige est avant tout une opération de force, l~introduction est une opération de force, d'habilité et d'efficacité.
C'est une opération de force car, pour introduire la tige, il faut attendre que la masse de bouchage ait atteint un certain degré de durcissement pour présenter la résistance et le support nécessaires à la tige.
C'est aussi une opération d~habileté, car la tige doit être enfoncée avant le durcissement complet de la masse de bouchage. Or, vu que les masses de bouchage actuellement utllisées sont à base de résines, leur solidification est puissante et rapide et il faut s~y conformer. En moyenne, la tige doit être placée environ 3 à 10 min. après l'obturation du trou de coulée suivant la qualité de la masse de bouchage utilisée.
Enfin, l~opération et ses moyens mis en oeuvre doivent être efficaces, car la moindre panne ou mauvaise manoeuvre retarde ou freine l'opération d'introduction de la tige.
D'où le risque que la tige reste bloquée à mi-chemin par suite d'un durcissement trop avancé de la masse de bouchage. Une telle situation très pré~udiciable ne peut être redressée qu'en brûlant la partie de la tige noyée dans la masse durcie.
Le percuteur pneumatique bi-directionnel paraît être l'outil approprié pour répondre à ces exigences et le fait qu'il ait toujours été utilisé ~usqu~à présent pour l'introduction et l'extraction de la tige semble en être la preuve. Malheureusement, il n'en est rlen, car un tel percuteur n'est pas sans inconvénients. D'abord, il impose d'importantes sollicitations et vibrations au matériel, notamment à son mandrin et à sa pince d'accouplement avec la tige qui, de ce fait, sont soumis à une usure rapide et à la nécessité d'un remplacement fréquent. Ensuite, il est extrêmement bruyant et dépasse largement les tolérances . 2 ~ 93 ~
PROCEDURE FOR INSERTING A DRILLING ROD INTO THE HOLE
CASTING OF A TANK OVEN, MACHINE OF PER ~ AGE AND TONGS
BI-DIRECTIONAL
The present invention relates to a method introduction of a drill rod into the tap hole of a shaft furnace before the complete hardening of a mass plugging previously injected into the tap hole, process implemented using a drilling machine comprising a working tool with a coupling means at the free end of the rod and movable along a arm resting on the wall of the oven, a clamp mounted on the carriage in axial alignment on the device coupling and movable longitudinally relative to on the lookout under the action of a hydraulic cylinder mounted on this one. The invention also relates to a machine for introducing and extracting a drill rod into tap hole, as well as bi-directional pliers can be used on such a machine.
The invention therefore relates to the method now well known, from the lost rod, according to which, after filling the tap hole with a mass of plugging, it is pressed into it, before it hardens complete, a metal rod. The opening of the tap hole therefore consists in extracting the rod from the the hardened capping mass.
The machines used for the implementation of this process are conventional drills, having, however, undergone appropriate adaptations and modifications. It is necessary, indeed, to preserve the possibility of being able to drill, from time to time, by conventional means, for example, to reform or move the tap hole, or when the lost rod could not be used.
The working part of these machines must therefore include not only a drill which, of course, is not used only occasionally, but also a mandrel with a coupling pliers and, above all, a powerful striker --'' 2 2 ~ 936 bi-directional pneumatic to deploy force necessary for the introduction and extraction of the rod piercing lost. Indeed, if the extraction of the rod is above all a force operation, the introduction is a operation of strength, skill and efficiency.
It is a force operation because, to introduce the rod, wait until the plugging mass has reached some degree of hardening to present the resistance and support needed for the rod.
It is also a skill operation, because the rod must be pushed in before the mass of capping. However, since the clogging masses currently used are based on resins, their solidification is powerful and fast and you have to comply with it. On average, the rod should be placed about 3 to 10 min. after the sealing of the tap hole according to the quality of the sealing mass used.
Finally, the operation and its means must be efficient because the slightest breakdown or improper operation delays or slows down the rod insertion operation.
Hence the risk that the rod remains blocked halfway by following too advanced hardening of the mass of capping. Such a very pre ~ udiciable situation cannot be straightened only by burning the part of the stem drowned in the hardened mass.
The bi-directional pneumatic striker appears to be the right tool to meet these requirements and does so that it has always been used ~ usqu ~ now for the introduction and extraction of the stem seems to be the evidence. Unfortunately, this is not true, because such striker is not without drawbacks. First, it imposes significant stresses and vibrations on the equipment, in particular with its mandrel and its coupling clamp with the rod which, as a result, are subject to rapid wear and the need for frequent replacement. Then it is extremely noisy and far exceeds tolerances .
3 20~93~
actuelles qui ont, de façon c~mpréhensible, tendance à la sévérité.
Le brevet FR-2619036 et le brevet européen 0128432 permettent de remédier partiellement à ces inconvénients en proposant des moyens d~extraction hydrauliques, peu bruyants, de la tige de per~age. Le percuteur pneumatique, certes, s'il ne doit plus être bi-directionnel, est néanmoins toujours nécessaire pour une mise en place efficace et rapide de la tige de perçage.
Le document EP-A2-0379018 propose un procédé astucieux d'extraction de la tige en plusieurs phases par un mouvement de va-et-vient d'une pince sous l'action d~un vérin hydraulique. Malheureusement, comme dans les deux documents précédents, le percuteur pneumatique est toujours nécessaire pour l'introduction de la tige de perçage.
Les différents dispositifs proposés par les documents précités pourraient tous inciter à la suppression de la percusslon lors de la phase d'introduction en soumettant l'outil de travail, en ~ubstitution du percuteur unidirectionnel, lors de l'introduction, à un moyen, par exemple hydraulique, plus puissant pour faire avancer l'outil de travail le long de l~affût en direction du trou de coulée pour faire pénétrer, en force, la tige de perçage dans la masse d'obturation semi-durcie. Malheureusement, cette tentative n'est pas envisageable, car vu la longueur de la tige, une poussée plu9 puissante, sans percuteur, risquerait de provoquer d'abord un flambage de la tige et, ensulte, son blocage définitif dans une position partiellement enfoncée dans la masse en cour~ de durcissement rapide.
Le but de la présente invention est de prévoir un nouveau procédé et nouveau dispositif qui permettent de se passer complètement du percuteur lors de l'utilisation de la tige perdue, aussi bien lors de l'extraction que lors de l'introduction de la tige de perçage.
;, 206~936 Pour atteindre cet objectif, le procédé proposé par 12 présente invention est essentiellement caractérisé en ce qu'après avoir enfilé la tige de perçage à travers la pince, ou vice versa, et en accouplement avec l'outil de travail, on actionne le vérin et la pince pour faire avancer la tige à l'aide de la pince d~une longueur correspondant à la course du vérin, en ce qu~on ouvre la pince et on la ramène a la position de départ et en ce que l'on répète ces opérations jusgu~à ce que la tige soit enfoncée à la longueur souhaitée dans le trou de coulée.
Etant donné que l'opération inverse peut être mise en oeuvre pour l'extraction de la tige, on peut se passer complètement du percuteur pneumatique pour appliquer le procédé de la tige perdue. Par ailleurs, étant donné que la pince coulisse à l~extrémité avant de l'affût, la distance ~usqu'au trou de coulée est relativement faible de sorte qu'il n'y a pas de risque de flambage de la tige lors de l'introduction en force.
L'invention concerne également une machine de perçage utiliqable pour l'extraction et l'introduction d'une tige de perçage dans le trou de coulée d'un four à cuve comprenant un outil de travail avec un moyen d'accouplement à l'extrémité libre de la tige et déplaçable le long d'un affût prenant appui sur la paroi du four, une pince montée sur l'affût, en alignement axial sur le dispositif d'accouplement et déplaçable longitudinalement par rapport à l'affût, sous l'action d'un vérin hydraulique monté sur celui-ci, caractérisé en ce que ladite pince est une pince bi-directionnelle agissant sous l'action d'un fluide pneumatique ou hydraulique, soit dans une direction, soit dans la direction opposée.
L'invention concerne égalemen~ une pince bi-directionnelle conçue pour une telle machine et comprenant deux paires de mâchoires diqposées symétriquement autour d'un canal axial pouvant recevoir une tige de perçage, et déplaçable obliquement par rapport au dit canal, la paire 5 29~93~
de mâchoires du côté four étant orientée vers l'avant pour l'extraction de la tige et la paire de mâchoires du côté
opposé étant orientée vers l'arrière pour l'introduction de la tige.
Chaque paire de mâchoires peut être activée par le fluide hydraulique du vérin par l'intermédiaire d'une vanne d'inversion pneumatique de sorte que l'une des paires de mâchoires soit toujours désactivée pendant que l'autre est activée et vice versa.
Selon un autre mode de réalisation, la pince bi-directionnelle comporte deux mâchoires inversées déplaçables parallèlement entre elles et obliquement par rapport au canal axial traversant leur bloc de logement.
Le mors de la mâchoire en service lors de l'extraction de la tige se trouve, de préférence, du côté four et le mors de la mâchoire en service lors de l'introduction de la tige se trouve en conséquence, de préférence, du côté
oppose, Le canal axial comporte, de préférence, deux appuis respectivement diamétralement opposés au mors des mâchoires pour collaborer avec ceux-ci lorQqu'ils sont en service.
Chaque mâchoire peut également être actionnée par le fluide hydraulique du vérin par l'intermédiaire d'une vanne d'inversion pneumatique désactivant l'une des mâchoires lorsque l'autre est activée et vice versa.
La partie avant de l'affût de la machine de perçage comporte, de préférence, un appui coopérant avec la paroi du four aussi bien en poussée qu'en traction en vue d'absorber les contre-réactions.
Aussi bien le premier mode de réalisation de la pince que le second comportent, de préférence, un bloc cylindrique de logement des mâchoires pourvu sur toute la longueur d'une gorge radiale dont le fond est formé par le canal axial et s'ouvrant vers l'extérieur du bloc dans une direction perpendiculaire au plan des mâchoires. Cette conception permet d'engager la tige latéralement dans la -.
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pince. Pour faciliter cet engagement il est, en outre, préférable que les parois de cette gorge ou~erte convergent vers l'intérieur du bloc.
Pour faciliter le nettoyage et le dégagement de poussière, il est en outre, préférable que les mâchoires soient positionnées latéralement par rapport au canal axial et que ladite gorqe soit ouverte vers le bas.
Selon un troisième mode de réalisation, la pince comporte deux paires de mâchoires, arrangées en croix, dans un même bloc de logement, les deux mâchoires de chaque paire étant disposées symétriquement autour d~un canal axial du bloc de logement et déplaçable obliquement par rapport au dit canal, l'une des paires de mâchoires étant orientée vers l~avant pour l'extraction de la tige et l'autre paire de mâchoires étant orientée vers l'arrière pour l'introduction de la tige.
D'autres particularités et caractéristiques ressortiront de la description détaillée de plusieurs modes de réalisation avantageux, présentés ci-dessous, à titre d'illustration, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 montre une vue schématique latérale générale d'une machine de perçage pour la mise en oeuvre du procédé proposé par la présente invention;
Les figures 2 et 3 illustrent différentes phases d'introduction d'une tige de perçage avec la machine selon la figure 1;
La figure 4 montre la tige de perçage en position après la phase d'introduction;
Les figures 5 à 7 illustrent une coupe axiale à travers un premier mode de réalisation d'une pince bi-directionnelle et représentant différentes phases opératives lors de l'introduction d'une tige de perçage;
Les figuxes 8 et 9 illustrent deux positions de la même pince ~i-directionnelle lors de l'extraction d'une tige de perçage;
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La figure 10 illustre une coupe axiale du second mode de réalisation ~une pince bi-directionnelle et les figures 11 et 12 représentent deux exécutions avantageuses d'une pince avec gorge ouverte.
Les figures 13 et 14 illustrent schématiquement un troisième mode de réalisation d'une pince bi-directionnelle suivant le plan de coupe A-A de la figure 17;
Les figures 15 et 16 illustrent des vues analogues du troisieme mode de réalisation suivant le plan de coupe B-B
de la figure 17 et Les figures 17 et 18 représentent une vue axiale du troisième mode de réalisation.
La machine représentée sur les figures 1 à 4 ressemble, à première vue, à la machine proposée par le document EP-A2-0379018. Il s~agit d'une machine conçue pour ouvrir un trou de coulée d'un four à cuve 20 représenté par une partie de sa paroi, soit par forage classique, soit comme représenté sur les figures, par extraction d'une tige 22 bloquée dans la masse de bouchage durcie du trou de coulée 24. La machine comporte un affût 26 porté à
l'extrémité d'un bras de support 28, pouvant pivoter autour d'une console non représentée entre la position opérative 20 selon les figures et une position de garage à
l'écart du trou de coulée. Un outil de travail 30 est monté
sur un chariot mobile 32 supporté, de façon coulissante, sur l~affût 26. Cet outil de travail 30 est alimenté en fluide pneumatique ou hydraulique à l'aide de conduites articulées, non montrées, pouvant suivre ses mouvements.
A l'avant de l'outil de travail 30 se trouve un moyen 36 d'accouplement de cet outil 30 à l'extrémité libre de la tige 22. Ce moyen d'accouplement peut être du genre décrit dans les brevets français n 2520857 ou 8212052 Un support intermédiaire 38 est également monté de manière coulissante sur l'affût 26 et sert de support intermédiaire à la tige 22.
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8 2~4936 La référence 34 désigne un appui conçu, par exemple, sous forme d'éléments mâle et femelle respectivement prévus sur la paroi du four et l'extrémité avant de l~affût 26, ou vice versa pour absorber les réactions et contre-réactions lors de l'introduction et de l'extraction de la tige 24. Un verrou 40 permet de solidariser cet appui de la paroi du four dans le sens d'une traction. Lorsque la machine est déplacable verticalement l'appui peut consister en un crochet, ce qui permet d~éliminer le verrou 40.
A l'avant de l'affût 26 se trouve, par ailleurs, un vérin hydraulique 42 dont la tige 44 est déplaçable dans le sens longitudinal de l'affût 26. L'extrémité de la tige du pi~ton 44 est reliée à une pince 46 pouvant coulisser entre les deux rails formant l'affût 26 et pouvant saisir et agripper la tige de perçage 22.
La machine telle que décrite jusqu~à présent permet la mise en oeuvre du procédé d'extraction de la tige 22 par mouvements alternatifs tels que décrits dans le document précité EP-A2-0379018. Toutefois, contralrement à ce document, selon lequel la pince n'est active que dans un sens, en lloccurrence le sens d'extraction vers la droite sur la figure, la pince 46 selon la présente demande est utilisée activement dans les deux sens, c'est à dire non seulement pour l'extraction de la tige, mais également pour son introduction et sa mise en place dans la masse de bouchage du trou de coulée 24.
A cet efet, une tige de perçage 22 est mise en place selon la figure 1 sur la machine, de préférence, déjà dans la position de garage, ou avant d'occuper la position de travail de la machlne représentée sur la figure 1. La tige 22 est donc engagée axialement à travers la pince 46 en appui sur le support 38 et en engagement avec la pince 36 de l'outil de travail.
Lorsque la tige 22 s'étend ~usqu'à l'extrémité avant de l'affût, il est préférable, pour ne pas devoir l'enfiler axialement à travers la pince, d'utiliser une pince ouverte . . . . ' . -.. .: : - ~ -.
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comme décrite plus loin, afin de pouvoir engager la tige latéralement dans la pince. Par contre, si la tige 22 est plus courte, ou l'affût plus long, il est possible d~avancer complètement la pince 46, d~engager la tige 22 dans le mandrin 36, de la poser, en porte-à-faux, sur le support 38 et d'engager la pince 46 axialement, en reculant, autour de la tige, la pince pouvant, dès lors, être une pince fermée.
Pour introduire la tige 22 dans le trou de coulée, la pince 46 est activée par son circuit pneumatique pour agripper la tige 22, et le vérin 42 est actionné pour dégager sa tige et dép}acer la pince 46 vers la gauche jusque dans la position de la figure 2. La pince 46 est ensuite ouverte et la tige 44 du vérin 42 est rétractée pour faire reculer la pince ouverte le long de la tige 22 maintenant immobilisée par inertie ou accrochage dans l'entrée de la masse de bouchage semi-durcie du trou de coulée 24.
Lorsque la pince 46 est revenue dans la position de la figure 1, le mouvement de va-et-vient est répété autant de fois que nécessaire pour enfoncer la tige dans la position définitive selon la figure 3.
Lors de l'introduction de la tige, il est préférable de solidariser l'affût 26 avec la paroi du four 20. Il suffit, à cet effet, d'engager manuellement ou par un système automatique le verrou 40 pour assurer la connexion mâle et femelle au niveau de l~appui 40. Ce verrouillage permet d'absorber les forces de contre-réaction vers la droite lors de l'enfoncement de la tige 22 sous l'action du vérin 42. A la fin de l'introduction de la tige, le verrou 40 est soulevé pour libérer l'appui 34 de la paroi du four et pouvoir retirer la machine vers la position de garage et abandonner la tige 22 dans la position selon la figure 4.
Pour ouvrir le trou de coulée, la machine est ramenée dans sa position de travail et la tige 22 est extraite de ' ' : .
, . ' ' : .
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la position de la figure 4 selon le procédé connu préconisé
par le document EP-A2-0379018.
Pour pouvoir mettre en oeuvre ce procédé avantageux d'introduction et d'extraction d'une tige de per~age, sans l'obligation de devoir se servir du percuteur pneumatique, il faut obligatoirement une pince bi-directionnelle pouvant tracter la tige dans un sens et dans le sens opposé et des moyens pour actionner la pince de manière appropriée sans que les deux fonctions sè perturbent mutuellement.
Certes, on pourrait imaginer une pince uni-directionnelle qu'il faudrait retourner après chaque opération d'introduction de la tige en vue de l'extraction et vice versa. Toutefois, ceci implique la nécessité de devolr, chaque fois, déboulonner la pince ou de prévoir un montage avec possibilité de rotation à commande à distance, ce qui affaiblit sa fixation, complique son montage et, en outre, est peu recommandable en cet endroit exposé à des éclaboussures des matières en fusion. Par conséquent, il est préérable de prévoir une pince bi-directionnelle dont plusieurs modes de réalisation seront décrits par la suite.
Les prochaines figures illustrent des modes de réalisation avantageux d'une telle pince bi-directionnelle.
~e premler mode de réalisation illustré par la figure 5 est une pince jumelle 46 comprenant une première paire de mâchoires 50 et une seconde paire de mâchoires 52 contenues chacune dans un bloc de logement 54a, respectivement 54b soudés ou réunis d'une autre manière l'un à l'autre pour former le boîtier 54 de la pince. Chacune des quatre mâchoires est constituée, de manière connue en 80i, d'une tige 56 pourvue, à l'extrémité intérieure, d'un mors 58 et à l'extrémité extérieure d'un piston 60. Les axes des quatre mâchoires sont tous inclinés suivant le même angle aigu par rapport à un canal 62 traversant axialement leur bloc de logement et destiné à recevoir la tige 22. Cette inclinaison contribue à ce que, sous l'effet de la traction, les mors mordent automatiquement dans la tige 22.
... -, . . . ~-.'. - ~' " - ' -2~6~93~
1.
Les pistons 60 de chaque mâchoire sont également sollicités, d~un côté, par un ressort 64 dans le sens de l'ouverture et de dégagement du contact du mors 58 avec la tige 22 et, de l'autre côté, par un circuit pneumatique dans le sens de la fermeture et de l'engagement du mors 58 avec la tige 22 contre l'action du ressort 64. Le circuit de commande pneumatique des mâchoires peut être actionné
par le circuit hydraulique du vérin 42 par l'entremise d'une vanne pneumatique d~inversion non représentée.
Les mâchoires individuelles de chaque paire 50, 52 sont donc disposées symétriquement entre elles par rapport à
l'axe du canal 62, alors que deux paires sont positionnées, l~une par rapport à l~autre, symétriquement par rapport à
un plan vertical formant, en plan, une configuration de losange. Ceci permet, entre autres, de retourner la pince de manière à ce que les mâchoires d'extraction de la tige deviennent les mâchoires d'introduction et vice versa.
Les blocs de logement 54a, 54b sont pourvus, chacun, sur leur côté frontal libre d'une plaque 66a, 66b mun~e d'une ouverture divergente autour du canal 62 pour faciliter la pénétration de la tige 22.
Dans la configuration représentée, les mâchoires 52 sont activées selon la figure 5 pour enfoncer la tige dans le trou de coulée vers la gauche sur les figures. En fin de course la pince 46 et les mâchoires 52 sont ouvertes par relâchement de la pression pneumatique sur leur piston 60 et sous l'action de leur ressort 64 ce qui permet à la pince d'être ramenée sous l'action du vérin vers la droite dans la position de la figure 6, la tige 22 restant immobile. Les mâchoires 52 sont ensuite actionnées, à
nouveau , (voir figure 7) pour enfoncer la tige davantage d'une longueur correspondant à la course de la pince 46.
Le circuit de commande pneumatigue doit être conqu de manière à ce que les mâchoires 50 restent inactives lors de la répétition des opérations selon les figures S à 7 pour .
20~493~
éviter d'annuler l'avancement de la tige 22 par un recul sous l'action des mâchoires 50.
Les rôles sont inversés lors de l'extraction de la tige illustrée par les figures 8 et 9. Les mâchoires 50 sont maintenant activées pour agripper la tige 22 et l~entraîner vers la droite dans la position de la figure 9. Les mâchoires 50 sont ensuite ouvertes pour déplacer la pince vers la gauche et dégager la tige d'une longueur supplémentaire correspondant à la course de la pince. Lors de cette extraction, ce sont les mâchoires 52 qui restent inactives.
Au lieu de la configuration représentée sur les figures 5 à 9, les machoires pourraient également etre disposées en "X", les mâchoires d'introduction étant alors lS placées du côté du four. Toutefois, la configuration illustrée sur les figures mérite la préférence, car lorsque les mâchoire~ d'introduction ~ont disposées derrière les mâchoires d'extraction, on est toujours certain de ne pas enfoncer la tige au delà de la limite où on ne pourrait plus la saisir avec les mâchoires d'extraction.
La figure 10 montre un mode de réalisation d'une pince plus compacte ne comprenant qu'une mâchoire d'extraction 72 et une mâchoire d'introduction 74 d'une tige 22. Les deux mâchoires sont disposées en sens inverse, parallèlement l'une à l'autre, suivant le même angle d'inclinaison par rapport au canal 76 qui traverse leur bloc de logement 78.
La pince 70 fonctionne de la même manière que la pince 46 du mode de réalisation décrit ci-dessus.
~outefois, pour compenser l'absence d'une deuxième mâchoire, le canal axial 76 présente, du côté opposé de chaque mâchoire 72, 74 un appui 72a, 74a destiné à coopérer avec la mâchoire activée pour coincer la tige 22. Ces appuis 72a, 74a peuvent être plats comme sur la figure ou présenter des arêtes pour améliorer la prise de la tige.
La figure 11 montre une vue axiale d'une pince 70 selon la figure 10~ La pince 70 est fixée, par exemple vissée, . ~ . - , ~ .
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sur un patin 80 actionné par la tige 44 du piston 42 (figure 1) et destiné à coulisser entre deux poutres 26a, 26b formant l'affût 26.
Selon un mode de réalisation avantageux, le canal axial 76 forme le fond d'une qorge radiale longitudinale 86 ouverte. Cette gorge 86 permet l~engagement latéral de la tige 22 dans la pince 70 et facilite, en outre, le nettoyage intérieur de la pince. Les parois de la gorge 86 s'écartent, de préférence, de l'intérieur vers l'extérieur, ce qui facilite encore davantage l'engagement de la tige 22.
Dans le mode de réalisation de la figure 11 les mâchoires sont prévues latéralement par rapport au canal 76 alors que la gorge 86 s'ouvre vers le bas.
1S Dans la variante selon la figure 12 les mâchoires sont prévues au-dessus et en-dessous du canal 76 qui s'ouvre par une gorge 88 vers le côté.
La figure 11 a l'avantage d'une plus grande facilité de dégagement des saletés et poussières, tandis que la figure 12 a l'avantage d'une plus grande facilité
d'engagement de la tige 22.
Il est évident que les variantes des figures 11 et 12 conviennent également pour les pinces jumelles des figures 5 à 9.
Les figures 13 à 18 montrent un troisième mode de réalisation d'une pince, qui constitue un compromis entre le mode de réalisation des figures 5 à 9 et celui de la figure 10. Les figures 13 et 14 montrent, suivant le plan de coupe A-A de la figure 17 deux mâchoires d'introduction 80, 82 de la tige 22, respectivement en position fermée et en position ouverte, tandis que les figures 15 et 16 montrent, suivant le plan de coupe de la figure 17, deux mâchoires d'extraction 84, 86 respectlvement en position fermée et en position ouverte.
La particularité de ce troisième mode de réalisation est que les deux paires de mâchoires 80, 82 et 84, 86 sont , . :
.
-~6~3~
logées dans un même bloc de logement ~8 et arrangées en croix comme représenté sur la figure 17 qui illustre une vue axiale de la pince vue de la gauche sur les figures 13 à 16 avec les deux mâchoires d'extraction 80, 82, les mâchoires d~introduction 84, 86 étant représentées en traits interrompus. La figure 18 est une vue analogue à la figure 17 laissant apparaître les mors des mâchoires d'introduction 84 et 86 autour de la tige de perçage 22.
Les deux paires de mâchoires 80, 82 et 84, 86 doivent obligatoirement être orientées en sens inverse pour permettre l'introduction et l'extraction d'une tige. Pour le reste, la configuration est tout à fait symétrique par rapport à l'axe longitudinal de sorte que la pince peut éventuellement être retournée de manière que les mâchoires d'introduction deviennent les mâchoires d'extraction et vice versa. Ce troisième mode de réalisation a par conséquent l'avantage d'agripper la tige 22 à l'aide de deux mâchoires comme dans le premier mode de réalisation selon les figures 5 à 9 tout en présentant l'avantage d'être aussi compact que la pince du mode de réalisation ~elon la figure 10. 3 20 ~ 93 ~
current trends which, understandably, tend to severity.
FR-2619036 and European patent 0128432 allow these disadvantages to be partially remedied by offering hydraulic extraction means, few noisy, the rod of ~ age. The pneumatic striker, certainly, if it should no longer be bi-directional, is nevertheless still necessary for an installation efficient and quick drilling rod.
Document EP-A2-0379018 proposes a clever process rod extraction in several phases by a back and forth movement of a clamp under the action of a hydraulic cylinder. Unfortunately, as in the two previous documents, the pneumatic striker is still necessary for the introduction of the drilling rod.
The different devices offered by the documents all of which could prompt the removal of the percusslon during the introduction phase by submitting the working tool, in ~ ubstitution of the striker unidirectional, during the introduction, to a means, by hydraulic example, more powerful for advancing the working tool along the carriage in the direction of the hole casting to forcefully penetrate the drill rod in the semi-hardened filling mass. Unfortunately, this attempt is not possible, because given the length of the rod, a more powerful push, without striker, may cause the stem to buckle first, and, ensult, its final blocking in a position partially embedded in the mass in court ~ of quick hardening.
The object of the present invention is to provide a new process and new device which allow switch completely from the striker when using the lost rod, both during extraction and during the introduction of the piercing rod.
;, 206 ~ 936 To achieve this objective, the process proposed by 12 present invention is essentially characterized in that only after threading the piercing rod through the pliers, or vice versa, and in coupling with the tool work, we actuate the jack and the clamp to make advance the rod using the pliers a length corresponding to the stroke of the cylinder, in that the clamp and we bring it back to the starting position and in that these operations are repeated until the rod is pressed to the desired length in the tap hole.
Since the reverse operation can be implemented work for the extraction of the rod, we can do without completely with the pneumatic striker to apply the lost rod process. Furthermore, since the slide clamp at the front end of the carriage, the distance ~ until the tap hole is relatively small so that there is no risk of the stem buckling during the introduction in force.
The invention also relates to a drilling machine usable for extracting and inserting a rod drilling in the tap hole of a shaft furnace comprising a working tool with a coupling means at the free end of the rod and movable along a lookout resting on the wall of the oven, a clamp mounted on the carriage, in axial alignment with the device coupling and movable longitudinally relative to on the lookout, under the action of a hydraulic cylinder mounted on the latter, characterized in that said clamp is a clamp bi-directional acting under the action of a fluid pneumatic or hydraulic, either in one direction or in the opposite direction.
The invention also relates to a tweezer directional designed for such a machine and comprising two pairs of jaws symmetrically arranged around an axial channel capable of receiving a piercing rod, and displaceable obliquely to said channel, the pair 5 29 ~ 93 ~
jaws on the furnace side facing forward for the extraction of the rod and the pair of jaws from the side opposite being oriented rearwards for the introduction of the stem.
Each pair of jaws can be activated by the hydraulic fluid from the cylinder via a valve pneumatic reversal so that one of the pairs of jaws is always off while the other is activated and vice versa.
According to another embodiment, the bi-directional has two reverse jaws movable parallel to each other and obliquely by relative to the axial channel passing through their housing block.
The jaw bit in use during extraction of the rod is preferably on the furnace side and the jaw bit in service during the introduction of the stem is therefore preferably on the side opposite, The axial channel preferably has two supports respectively diametrically opposed to the jaw jaws to collaborate with them when they are in service.
Each jaw can also be operated by the hydraulic fluid from the cylinder via a valve pneumatic reversal switch deactivating one of the jaws when the other is activated and vice versa.
The front part of the lookout of the drilling machine preferably includes a support cooperating with the wall of the furnace both in pushing and in traction in sight to absorb the feedback.
Both the first embodiment of the clamp that the second preferably include a block cylindrical jaw housing provided over the entire length of a radial groove, the bottom of which is formed by the axial channel and opening towards the outside of the block in a direction perpendicular to the plane of the jaws. This design allows the rod to be engaged laterally in the -.
20 ~ 3 ~
pliers. To facilitate this commitment, it is also preferable that the walls of this groove or ~ erte converge towards the inside of the block.
To facilitate cleaning and clearing dust, it is further preferable that the jaws are positioned laterally with respect to the axial channel and that said groove is open downward.
According to a third embodiment, the clamp has two pairs of jaws, arranged in a cross, in the same housing block, the two jaws of each pair being arranged symmetrically around a channel axial of the housing block and obliquely displaceable by with respect to said channel, one of the pairs of jaws being oriented towards the front for the extraction of the rod and the other pair of jaws being oriented towards the rear for the introduction of the rod.
Other features and characteristics will emerge from the detailed description of several modes advantageous achievements, presented below, as of illustration, with reference to the accompanying drawings in which :
Figure 1 shows a schematic side view general of a drilling machine for the implementation of method proposed by the present invention;
Figures 2 and 3 illustrate different phases introduction of a drill rod with the machine according to Figure 1;
Figure 4 shows the drill rod in position after the introduction phase;
Figures 5 to 7 show an axial section through a first embodiment of a twin clamp directional and representing different phases operative during the introduction of a drilling rod;
Figuxes 8 and 9 illustrate two positions of the same ~ i-directional clamp when extracting a rod drilling;
7 2 ~ 93 ~
Figure 10 illustrates an axial section of the second mode of realization ~ a bi-directional clamp and the Figures 11 and 12 show two advantageous designs pliers with open throat.
Figures 13 and 14 schematically illustrate a third embodiment of a bi-directional clamp along the section plane AA of Figure 17;
Figures 15 and 16 illustrate similar views of the third embodiment according to the section plane BB
of figure 17 and Figures 17 and 18 show an axial view of the third embodiment.
The machine shown in Figures 1 to 4 looks like, at first sight, with the machine proposed by the document EP-A2-0379018. This is a machine designed to open a tap hole of a shaft furnace 20 represented by a part of its wall, either by conventional drilling, or as shown in the figures, by extraction of a rod 22 blocked in the hardened plugging mass of the hole casting 24. The machine comprises a mount 26 brought to the end of a support arm 28, which can pivot around a console not shown between the position 20 according to the figures and a garage position at away from the tap hole. A working tool 30 is mounted on a mobile carriage 32 slidably supported, on the carriage 26. This working tool 30 is supplied with pneumatic or hydraulic fluid using lines articulated, not shown, capable of following its movements.
At the front of the working tool 30 is a means 36 for coupling this tool 30 to the free end of the rod 22. This coupling means can be of the kind described in French patents n 2520857 or 8212052 An intermediate support 38 is also mounted sliding way on the carriage 26 and serves as a support intermediate to the rod 22.
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8 2 ~ 4936 Reference 34 designates a support designed, for example, in the form of male and female elements respectively provided on the oven wall and the front end of the carriage 26, or vice versa to absorb reactions and counter reactions during the introduction and extraction of the rod 24. A
lock 40 allows this support to be secured to the wall of the oven in the direction of a pull. When the machine is vertically movable the support can consist of a hook, which eliminates the latch 40.
At the front of the carriage 26 there is, moreover, a hydraulic cylinder 42 whose rod 44 is movable in the longitudinal direction of the carriage 26. The end of the rod of the pi ~ ton 44 is connected to a clamp 46 which can slide between the two rails forming the carriage 26 and capable of gripping and grip the drill rod 22.
The machine as described so far allows the implementation of the rod 22 extraction process by alternative movements as described in the document cited above EP-A2-0379018. However, contrary to this document, according to which the clamp is only active in one direction, in this case the direction of extraction to the right in the figure, the clamp 46 according to the present application is actively used in both directions, i.e. no only for the extraction of the rod, but also for its introduction and its establishment in the mass of plugging the tap hole 24.
To this end, a piercing rod 22 is put in place according to figure 1 on the machine, preferably already in the garage position, or before occupying the position of work of the machine shown in figure 1. The rod 22 is therefore engaged axially through the clamp 46 supported on the support 38 and in engagement with the clamp 36 of the working tool.
When the rod 22 extends ~ until the front end of the lookout, it is preferable, so as not to have to put it on axially through the clamp, use an open clamp . . . . '' . - ...:: - ~ -.
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9 2 ~ 93 ~
as described below, in order to be able to engage the rod laterally in the clamp. However, if the rod 22 is shorter, or longer lookout, it is possible fully advance the clamp 46, engage the rod 22 in the mandrel 36, to place it, overhanging, on the support 38 and engage the clamp 46 axially, in moving back, around the rod, the clamp can therefore be a closed clamp.
To introduce the rod 22 into the taphole, the clamp 46 is activated by its pneumatic circuit for grip the rod 22, and the jack 42 is actuated to release its rod and split clamp 46 to the left up to the position of FIG. 2. The clamp 46 is then opened and the rod 44 of the jack 42 is retracted to roll back the open clamp along the rod 22 now immobilized by inertia or hanging in the entry of the semi-hardened plugging mass of the casting 24.
When the clamp 46 has returned to the position of the Figure 1, the back-and-forth movement is repeated as many times as necessary to push the rod into position final according to figure 3.
When introducing the rod, it is best to secure the carriage 26 with the wall of the oven 20. It suffices, for this purpose, to engage manually or by a system automatic lock 40 to ensure male connection and female at the support 40. This locking allows to absorb the feedback forces to the right during the insertion of the rod 22 under the action of the cylinder 42. At the end of the introduction of the rod, the latch 40 is raised to release the support 34 from the wall from the oven and be able to remove the machine to the garage and abandon the rod 22 in the position according to the figure 4.
To open the tap hole, the machine is brought back in its working position and the rod 22 is extracted from '':.
, . '':.
206493 ~
the position of Figure 4 according to the known known method by document EP-A2-0379018.
To be able to implement this advantageous process introduction and extraction of a rod per ~ age, without the obligation to use the pneumatic striker, bi-directional pliers are mandatory tow the rod in one direction and in the opposite direction and means for actuating the clamp appropriately without that the two functions disrupt each other.
Certainly, one could imagine a uni-directional that should be returned after each rod insertion operation for extraction and vice versa. However, this implies the need to devolr, each time, unbolt the clamp or provide a mounting with possibility of rotation by remote control, which weakens its fixation, complicates its assembly and, in in addition, is not advisable in this place exposed to splashes of molten material. Consequently, he it is preferable to provide a bi-directional clamp whose several embodiments will be described later.
The next figures illustrate modes of advantageous embodiment of such a bi-directional clamp.
~ e premler embodiment illustrated in Figure 5 is a twin pliers 46 comprising a first pair of jaws 50 and a second pair of jaws 52 contained each in a housing block 54a, respectively 54b welded or otherwise joined together to form the housing 54 of the clamp. Each of the four jaws consists, in a manner known in 80i, of a rod 56 provided, at the inner end, with a jaw 58 and at the outer end of a piston 60. The axes of the four jaws are all tilted at the same angle acute relative to a channel 62 passing axially through them housing block and intended to receive the rod 22. This tilt helps that under the effect of the traction, the jaws automatically bite into the rod 22.
... -, . . . ~ -. '. - ~ '"-' -2 ~ 6 ~ 93 ~
1.
The pistons 60 of each jaw are also biased, on one side, by a spring 64 in the direction of the opening and release of the contact of the jaw 58 with the rod 22 and, on the other side, by a pneumatic circuit in the direction of closing and engaging the jaw 58 with the rod 22 against the action of the spring 64. The circuit pneumatic jaw control can be operated by the hydraulic circuit of the jack 42 through a pneumatic reversing valve not shown.
The individual jaws of each pair 50, 52 are therefore arranged symmetrically with respect to the axis of the channel 62, while two pairs are positioned, one with respect to the other, symmetrically with respect to a vertical plane forming, in plan, a configuration of diamond. This allows, among other things, to turn the clamp so that the rod extraction jaws become the introductory jaws and vice versa.
The housing blocks 54a, 54b are each provided with on their free front side of a plate 66a, 66b mun ~ e a divergent opening around channel 62 for facilitate the penetration of the rod 22.
In the configuration shown, the jaws 52 are activated according to Figure 5 to push the rod into the tap hole to the left in the figures. In end of stroke the clamp 46 and the jaws 52 are opened by release of pneumatic pressure on their piston 60 and under the action of their spring 64 which allows the clamp to be brought back under the action of the jack to the right in the position of FIG. 6, the rod 22 remaining motionless. The jaws 52 are then actuated, at again, (see figure 7) to push the rod further of a length corresponding to the stroke of the clamp 46.
The pneumatic control circuit must be designed so that the jaws 50 remain inactive during the repetition of the operations according to figures S to 7 for .
20 ~ 493 ~
avoid canceling the advancement of the rod 22 by a retreat under the action of the jaws 50.
The roles are reversed during the extraction of the rod illustrated by FIGS. 8 and 9. The jaws 50 are now activated to grab the rod 22 and drag it to the right in the position of figure 9. The jaws 50 are then opened to move the clamp to the left and release the stem a length additional corresponding to the stroke of the clamp. When of this extraction, it is the jaws 52 which remain inactive.
Instead of the configuration shown on the Figures 5 to 9, the jaws could also be arranged in "X", the introduction jaws then being lS placed on the side of the oven. However, the configuration illustrated in the figures deserves preference, because when the jaws ~ of introduction ~ are arranged behind the extraction jaws, we are always sure not to push the rod beyond the limit where you could not plus grab it with the extraction jaws.
Figure 10 shows an embodiment of pliers more compact with only one extraction jaw 72 and an introduction jaw 74 of a rod 22. Both jaws are arranged in opposite directions, parallel to each other, at the same angle of inclination by compared to channel 76 which crosses their housing block 78.
The clamp 70 works in the same way as the clamp 46 of the embodiment described above.
~ however, to compensate for the absence of a second jaw, the axial channel 76 has, on the opposite side of each jaw 72, 74 a support 72a, 74a intended to cooperate with the jaw activated to wedge the rod 22. These supports 72a, 74a can be flat as in the figure or present edges to improve the grip of the rod.
FIG. 11 shows an axial view of a clamp 70 according to Figure 10 ~ The clamp 70 is fixed, for example screwed, . ~. -, ~.
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:. , -. . - -206493 ~
on a shoe 80 actuated by the rod 44 of the piston 42 (Figure 1) and intended to slide between two beams 26a, 26b forming the lookout 26.
According to an advantageous embodiment, the channel axial 76 forms the bottom of a longitudinal radial groove 86 opened. This groove 86 allows the lateral engagement of the rod 22 in the clamp 70 and further facilitates the internal cleaning of the clamp. The walls of the gorge 86 deviate, preferably, from the inside to the outside, which further facilitates the engagement of the rod 22.
In the embodiment of Figure 11 the jaws are provided laterally with respect to channel 76 while throat 86 opens downward.
1S In the variant according to FIG. 12 the jaws are provided above and below channel 76 which opens with a groove 88 to the side.
Figure 11 has the advantage of greater ease of release of dirt and dust, while the Figure 12 has the advantage of greater ease rod engagement 22.
It is obvious that the variants of Figures 11 and 12 also suitable for twin pliers Figures 5 to 9.
Figures 13 to 18 show a third mode of realization of a clamp, which constitutes a compromise between the embodiment of Figures 5 to 9 and that of figure 10. Figures 13 and 14 show, according to the plan of cut AA of figure 17 two jaws introduction 80, 82 of the rod 22, respectively in closed and open position, while the Figures 15 and 16 show, along the section plane of the Figure 17, two extraction jaws 84, 86 respectlvement in closed and open position.
The particularity of this third embodiment is that the two pairs of jaws 80, 82 and 84, 86 are ,. :
.
- ~ 6 ~ 3 ~
housed in the same housing block ~ 8 and arranged in cross as shown in Figure 17 which illustrates a axial view of the pliers seen from the left in Figures 13 at 16 with the two extraction jaws 80, 82, the introductory jaws 84, 86 being shown in broken lines. Figure 18 is a view similar to the figure 17 showing the jaws of the jaws 84 and 86 around the piercing rod 22.
The two pairs of jaws 80, 82 and 84, 86 must must be oriented in the opposite direction for allow the introduction and extraction of a rod. For the rest, the configuration is completely symmetrical by relative to the longitudinal axis so the clamp can possibly be turned over so that the jaws of introduction become the extraction jaws and vice versa. This third embodiment has by therefore the advantage of gripping the rod 22 using two jaws as in the first embodiment according to Figures 5 to 9 while having the advantage to be as compact as the clamp of the embodiment ~ according to figure 10.