EP2367651B1 - Tube de coulee, dispositif de manipulation de ce tube et dispositif d'entrainement d'une valve - Google Patents

Tube de coulee, dispositif de manipulation de ce tube et dispositif d'entrainement d'une valve Download PDF

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EP2367651B1
EP2367651B1 EP09763841A EP09763841A EP2367651B1 EP 2367651 B1 EP2367651 B1 EP 2367651B1 EP 09763841 A EP09763841 A EP 09763841A EP 09763841 A EP09763841 A EP 09763841A EP 2367651 B1 EP2367651 B1 EP 2367651B1
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EP
European Patent Office
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tube
valve
shroud
piston
ladle
Prior art date
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EP09763841A
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EP2367651A1 (fr
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Vincent Boisdequin
Mariano Collura
Jeffrey Butts
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Vesuvius Group SA
Original Assignee
Vesuvius Group SA
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50—Pouring-nozzles
    • B22D41/56—Means for supporting, manipulating or changing a pouring-nozzle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal
    • B22D11/106—Shielding the molten jet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50—Pouring-nozzles

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of continuous casting of liquid metal and in particular relates to a jet protection tube designed to prevent the reoxidation of said metal during its transfer from an upper metallurgical vessel to a lower metallurgical vessel and than a handling device for such a tube.
  • a liquid metal casting plant including liquid steel, for transferring liquid metal from a ladle to a tundish, for distributing the liquid metal in casting molds.
  • a cylindrical tube is generally used, called a jet protection tube, which is held pressed against a valve for regulating the pouring, arranged at the bottom of the ladle.
  • the control valve called the “slide valve”
  • the control valve is provided with two superposed plates, sliding relative to each other so that the valve can take a closed configuration, during which the ladle can be moved, and an open configuration, allowing liquid to pass for its transfer into the tundish.
  • the passage of the valve in closed configuration or in open configuration is actuated by drive means, often in the form of a hydraulic cylinder. So that they are arranged closer to the valve, the drive means are reported, at the moment when the bag arrives near the distributor, on the ladle, or directly on the valve.
  • the pouring tube is also brought down below the valve, by holding it against the lower plate or a nozzle, like a collecting nozzle, prolonging it .
  • the operation of holding the pouring tube against the valve may be provided manually or automatically, through a handling device disposed on the floor of the installation.
  • the present invention is intended in particular to provide a handling device of the jet protection tube for maintaining the tube as close to the control valve, while limiting the number of operations to be performed during the casting process.
  • the subject of the invention is a device for handling a jet protection tube for the casting of liquid metal, comprising means for holding the tube, downstream of a valve for regulating the casting of metal.
  • valve which can take an open configuration and a closed configuration under the action of drive means, characterized in that the handling device comprises fastening means to the drive means of the valve.
  • the tube handling device is located on the floor of the installation, but directly on the drive means of the control valve.
  • the drive means are disposed on the control valve, or in its close vicinity, the tube handling device is located as close to the surface of the valve against which the tube is to be plated, or closer to the casting nozzle disposed on the valve.
  • both the drive means and the tube handling device are assembled on the ladle.
  • the force required to maintain the jet protection tube against the ladle is essentially transmitted via the lugs.
  • these lugs are likely to deform and must be frequently replaced.
  • this solution is no longer optimal.
  • the support of the tube has several degrees of freedom (pendulum pivoting on the axis defined by the lugs and pivoting along the axis of the holding arm).
  • these degrees of freedom should be controlled. This can be done either by motorizing the device or by a set of stops. In both cases, this involves additional complexity.
  • a jet protection tube having a hemispherically shaped lower end (see, for example, JP-A1-57-115968 ).
  • This hemispherical shape is advantageous when using a handling device of the jet protection tube disposed on the floor of the installation. Indeed, in this case, the position of the pocket relative to the floor of the installation and therefore with respect to the handling device can not be determined accurately. It is therefore essential to leave the tube enough degrees of freedom (in translation, thanks to the manipulator arm and in rotation thanks to the hemispherical shape of the lower end of the gripping head) so that it can take a correct alignment on the collecting nozzle at the time of nesting. Such freedom is not necessary in the case of a handling device as described above.
  • the pouring ladle After having attached the jet protection tube to the valve (for example, by fitting it on the collecting nozzle), the pouring ladle is lowered and the lower end of the protective tube is thus immersed in the steel bath. , so that is exerted on the end bottom of the tube a vertical push upwards (ferrostatic thrust).
  • the upper end of the jet protection tube is retained by the tube holding means and the valve so that the ferrostatic thrust can not raise the protection tube along its longitudinal axis tends to tilt the latter and to break its alignment. on the other portions of the pouring channel.
  • this misalignment is responsible for premature wear of the inside of the jet protection tube, turbulence in the steel flow that can create vortex currents in the tundish and, in the extreme, a disengagement the tube of the collector nozzle or damage to the protection tube or the collector nozzle at their nesting.
  • the invention also relates to a tube, said jet protection tube, for the flow of liquid metal from a ladle to a metal distributor, the tube having a gripping head of the tube.
  • an object of the present invention is the provision of a jet protection tube better adapted to the device described above.
  • the jet protection tube is essentially displaced in a vertical plane defined both by the longitudinal axis of the tube and the direction of the holding arm of said tube in the device. Therefore, it is essential to maintain a certain freedom of alignment of the jet protection tube in this plane while it would be desirable to limit the movements in the directions not included in this plan.
  • the present invention therefore also relates to a jet protection tube for the flow of liquid metal from a ladle to a metal distributor, the tube having a longitudinal axis and comprising a gripping head of the tube at one end. .
  • the lower part of this gripping head is fusiform.
  • a fusiform or spindle shaped gripping head therefore comprises at its lower part, a surface which is a portion of a surface of revolution (whose axis of revolution corresponds to the axis of rotation). main pivoting of the jet protection tube).
  • the surface of revolution is defined by a succession of concentric circles centered on the axis of revolution.
  • the concentric circles may have the same radius, from one end to the other of the axis of revolution (the spindle will then have the shape of a cylinder) or a variable radius (increasing and decreasing) from one end to the other of the axis of revolution (the spindle may take the form of the joining of two truncated cones at the level of their large base or, again, a spheroidal shape ).
  • the curvature of the spindle determines the amplitude of pivoting along a secondary pivot axis (perpendicular to the main pivot axis and in the main pivot plane).
  • the gripping head is shaped so as to allow pivoting of the tube along a main axis, called the main pivot axis, perpendicular to the longitudinal axis of the tube and, optionally, along a secondary axis, called the secondary pivoting axis, also perpendicular to the longitudinal axis of the tube, the main and secondary pivot axes being perpendicular to each other; in this case, advantageously, the two pivot axes are left.
  • the fusiform gripping head allows pivoting of the tube in a main plane (defined by the main axis of pivoting). and the longitudinal axis of the tube) and, optionally, but in any case to a lesser extent, in a secondary plane (defined by the secondary pivot axis and the longitudinal axis of the tube) perpendicular to the first.
  • Such a shape allows a pendulum movement of the tube in a plane perpendicular to the pivot axis and comprising the longitudinal axis of the tube. Therefore, when such a tube is used in the device described above, if it is made that this plane coincides with that defined above (including the longitudinal axis of the tube and the direction of the tube holding arm), the tube performs a pendulum movement in the plane according to which it is moved by the handling device. Therefore, this tube automatically aligns with the collector nozzle at the time of nesting. It is remarkable that this alignment can be achieved without having to mechanize the support of the tube.
  • the jet protection tube may for example have a hemicylindrical gripping head or as indicated above a gripping head of a shape corresponding to half of the joining by the base of two truncated cones. In these cases, the jet protection tube can only pivot about its main axis.
  • the gripper head of the jet protection tube has a curved spindle shape.
  • meridians lines at the intersection of the surface of the lower end of the gripping head and the plane comprising the main axis of pivoting .
  • meridians can be straight (in the very advantageous case of a cylinder), have a break (in the case of the lower end of the gripping head consisting of two truncated cones joined by their large base) or be curved ( ellipse arcs, arcs).
  • the radius of this circle may be equal to the radius of the circles concentric along the main axis, but then it is essential that the pivot axes are left.
  • the radius of the arc of the circle is significantly greater than that of the concentric circles (at the extreme, if this ray is infinite, we have a straight line and therefore, the lower part the gripping head is hemicylindrical).
  • the means for holding the tube comprise means for gripping the tube, for example in the form of a spoon provided with a tube receiving slot.
  • This spoon has the advantage of carrying the tube from below, so as to maintain it effectively, especially as it should be that the gripping means are resistant to high casting temperatures.
  • the jet protection tube is simply arranged on a fork and retained by studs that prevent it from sliding on the arms of the fork while allowing it to pivot or a solution on which the lower end of the gripping head would rest on pads, preferably at least four pads.
  • the invention further relates to a tube, called a jet protection tube, for the flow of liquid metal from a ladle to a metal distributor, characterized in that the tube comprises means for temporarily fixing the tube. spray protection on a flow control valve.
  • this jet protection tube must be kept pressed against the control valve throughout the transfer of the liquid metal from the ladle to the distributor.
  • the device for handling the tube has the particular function of exerting a force on the tube during casting, which consumes energy.
  • the tube provided with the temporary fixing means makes it possible to provide a tube requiring little energy to be kept pressed against the regulation valve.
  • the handling device does not consume energy to ensure the plating of the tube, this plating being provided by the temporary fixing means.
  • These means are removable, activatable at the beginning of the casting, deactivatable at the end of the casting, so as to release the tube relative to the valve.
  • the temporary fixing means are for example provided on a casting nozzle arranged on the valve.
  • the invention also relates to a drive device of a control valve for the casting of liquid metal.
  • the valve driving device is a hydraulic cylinder, comprising a cylinder separated into two chambers by a movable piston.
  • This piston is connected to a rigid rod connected to one of the drawers of the valve, so that the movement of the piston, under the effect of the introduction of fluid into one of the chambers, causes the displacement of the slide.
  • the hydraulic cylinder is reported in a housing provided on the valve or in the vicinity of the valve, on the ladle. Since the drive device has the outer shape of the cylinder and the rigid sliding rod extending from one of the bases of the cylinder, the drive device is generally fixed by immobilizing the cylinder in the housing. One of the walls of the housing is traversed by the rigid rod, allowing the latter to slide to drive the valve.
  • the present invention aims in particular to provide a drive device mounted particularly simply and quickly on the ladle or the regulating valve.
  • the subject of the invention is a device for driving a control valve for the casting of liquid metal, comprising a first piston making it possible to move the valve between an open configuration and a closed configuration, characterized in that it comprises a second piston for fixing the drive device relative to the valve.
  • the second piston having the function of ensuring the attachment of the drive device on the valve (or on the ladle bearing the valve), we can report the drive device regardless of the size of the housing in which he is received.
  • the second piston being movable under the effect of a hydraulic pressure, to adjust the size of the drive device, so as to eliminate or reduce the clearance between the housing and the drive device.
  • the second mobile piston allows, in a first step, to embed the drive device in a housing, allowing the presence of a game, and in a second step, to compensate the game, by moving the second piston, and thus remove the clearance between the drive device and the housing.
  • the invention also relates to the assembly of a handling device and / or a drive device and / or a jet protection tube as described above.
  • a handling device and / or a drive device and / or a jet protection tube as described above.
  • a casting installation comprises a distributor 10 for distributing liquid metal to casting molds.
  • This distributor 10 is supplied with liquid metal through ladles 12, movable above the distributor for this transfer.
  • the pocket 12 is provided with a valve 14 for regulating the casting of metal.
  • This valve 14 is composed here of a linear valve, a valve with drawers.
  • a jet protection tube 16 intended to be pressed against a pouring orifice of the valve 14, more precisely against a collecting nozzle 18 of this valve, visible on the figure 1 b.
  • the slide valve 14 is controlled by drive means 20, allowing the valve to take an open configuration, in which the two drawers are superimposed and the pour channel open, the pouring orifice 18 being able to pass liquid and a closed configuration in which the drawers of the valve 14 are offset, preventing the flow of the metal.
  • the drive means 20 comprise a hydraulic cylinder, comprising a cylinder 22 and a rigid rod 24, visible on the figure 2 .
  • the rod 24 is connected on the one hand to a piston sliding inside the cylinder 22, and on the other hand to the valve 14, so as to control the movement of one of its drawers.
  • the casting installation further comprises a device 26 for handling pocket tubes such as the tube 16.
  • This device 26 comprises means for holding the tube, here comprising an arm 28, extended by gripping means, composed of a fork.
  • the fork 30 has two notches 31, each defining a mushroom-shaped recess. These notches 31 form gripping means of the tube 16, as described below.
  • the device further comprises a protective cover 33 pierced with an opening disengaging the casting channel in order to protect the device from possible projections of steel.
  • the handling device 26 further comprises means 32, 34 for attaching the drive means 20 to the valve 14. More specifically, these fixing means comprise, in the example of the Figures 1a to 2d , a cylinder 32, inside which a support 34 is movably mounted, moving with the rigid rod 24. This support 34 is arranged so that the handling device 26 follows the movement imposed by the drive means 20 in other words, the movement of the device 26 is slave to the movement of the rigid rod 24, sliding with the piston of the cylinder 22 to control the opening or closing of the valve.
  • the handling device 26 further comprises means 36 to 50 for driving the tube holding means 16.
  • the drive means comprise a hydraulic rotary motor 36, rotating a shaft 38 itself driving a first rod 40 and a second connecting rod 42, parallel, interconnected by the end 44 of the holding arm 28.
  • the drive means of the arm 28 comprise four axes of rotation 38, 46, 48, 50 (see figure 2a ), defining the vertices of a deformable parallelogram.
  • the different forms of the parallelogram are represented on the Figures 2a to 2d this deformation being controlled by the motor 36.
  • the handling device 26 can take a casting position, represented on the figure 1a wherein the tube 16 is pressed against the valve 14; a loading position, represented on the figure 1b wherein the tube 16 is lowered relative to the casting position, and freeing space to allow an outside robot to load the tube 16 on the device 26; and a waiting position, or safety position, visible on the figure 1c , in which the tube is released from the casting orifice of the valve 14, but at a height high enough to prevent splashes escaping from the pouring orifice can be deposited on the upper surface of the tube 16.
  • the casting, loading and waiting positions define a U in the plane parallel to the height of the installation and the axis of the cylinder 22, the casting positions ( figure 1 a) and waiting ( Figure 1 (c) defining the upper ends of the two branches of the U, and the loading position ( Figure 1 (b) lying in the lower part of the U.
  • the jet protection tube 16 is a cylindrical tube of revolution, defining a flow channel 52, and provided at its upper end 54 with a gripping head 56a.
  • the head gripper 56a comprises gripping means by the holding means 28, 30, comprising in this example lugs intended to be introduced into the notches 31, being retained in the notches by gravity.
  • the gripping head of the tube may be provided with notches cooperating with fingers 63 supported by the fork 30.
  • the tube 16 further comprises means for orienting the tube 16 along its vertical axis, represented on the figure 2 .
  • These orientation means take the form of fins 58 distributed around the circumference of the tube, spaced in this example by 90 °, and allowing a robot or the handling device to grasp the tube 16 in different orientations during its lifetime. .
  • the bag 12 arrives, with the valve 14 on board, close to the distributor 10.
  • the drive means 20 are then reported on the valve 14, associated with the handling device 26.
  • the device 26 does not yet carry tube and is in the loading position illustrated on the figure 1b , or on the figure 2b .
  • the device 26 is then reported with a jet protection tube 16, for example by means of an external robot, by making the lugs of this tube 16 cooperate in the recesses 31.
  • the valve 14 is closed and the piston rod 24 is retracted inside the cylinder 22.
  • the motor 36 is engaged, so that the arm 28 takes up the casting position, illustrated on FIG. Figure 2c , in which the upper end 54 of the tube is pressed against the valve 14, possibly by interlocking the pouring channel 52 with the nozzle 18.
  • the valve can be opened, by activating the cylinder 22, so as to slide the rod 24 to the out, thereby causing one of the drawers of the valve 14, as shown on the figure 2d .
  • the means 20 can operate in an inverted manner, the rod 24 being activated in the other direction to open the valve.
  • the sliding of the rod 24 causes the sliding of the support 34, so the entire handling device 26, the handling device 26 being slave to the movement of the rod 24.
  • the casting nozzle 18 connected to the slide valve of the valve 14, and the jet protection tube 16.
  • valve 14 being open, the liquid metal can flow inside the tube 16, in order to pass into the distributor 10.
  • the pouring orifice 18 is clogged, provision is made for the possibility of cleaning the pouring nozzle, by injecting oxygen into the ladle of the ladle 12, in order to burn or melt the residues.
  • the tube 16 is disengaged from the casting orifice, and is otherwise moved to a height high enough to avoid receiving splashes at the time of oxygen washing of the casting orifice. It is understood that the trajectory followed by the holding arm 28 to move from the casting position to the safety position follows a U.
  • Figures 5a, 5b an alternative embodiment of the device 26 and the tube 16 of the Figures 1a to 2d .
  • the head 56b of the jet protection tube 16 has a semi-hemispherical shape 60
  • the gripping means disposed on the end of the holding arm 28 have the shape of a spoon 30 'provided with a slot 62 for receiving the tube 16.
  • the tube 16 is easier to orient and hold pressed against the valve 14.
  • the tube 16 is provided with means 65 for disengaging the tube 16 with respect to the valve 14. More specifically, the upper end 54 of the tube 16 comprises means 64 for plating the tube against the valve, in this case a form 64 of embedding the head 56b with the casting nozzle 18.
  • the means 65 for disengagement comprise a flange, or shoulder, arranged around these embedding means 64, forming a support for disengaging the tube 16 towards the bottom, for example a support for a fork taking the tube around the form 64 to disengage it.
  • the clearance may for example be effected by means of disengagement (for example fingers 63) of the tube provided on the means 30 '.
  • the tube According to another embodiment of the tube, which can be combined with the embodiment of the Figures 5a, 5b , there is provided on the tube means for temporarily fixing the tube 16 on the valve, shown on the Figures 7a to 7d .
  • the temporary fastener is a bayonet fastener
  • the means comprise an element 66 cooperating, on the one hand with the valve 14, more precisely with the casting nozzle 18, on the other hand with the end 54 of the tube 16.
  • This element 66 is arranged to be rotatably mounted on this end 54 and to cooperate with the nozzle 18. More specifically, the element 66 comprises cooperation means (for example a flange 68) with the head 56c of the tube 16, intended to cooperate with receiving means, comprising a flange 72 head 56c.
  • the element also comprises means 70 for cooperation with the nozzle 18 cooperating abutting with a flange 74 of the nozzle 18.
  • the temporary fixing of the tube 16 on the valve 14 is as follows.
  • the element 66 is firstly secured to the valve 14, by making the stops 70, 74 cooperate.
  • the tube 16, provided with its head 56c is brought into line with the element 66, the head 56c being oriented so that the flange 68 is not at the right edge 72 of the head, and can be inserted at the bottom of the head 56c.
  • a rotation of the head 56c for example a quarter of a turn, is performed so that the flange 72 of the head covers the flange 68 of the element 66, and thus the tube 16 is retained by this flange 68.
  • This fixing by bayonet can of course be disabled by rotating in the opposite direction to clear the edges 68 and 72.
  • This handling device 26 ' is particularly compact since it is not necessary to provide the cylinder 32 of the device of the figure 2 .
  • the fixing means of the device 26 'on the drive means 20 comprise a part 80 surrounding the cylinder 22 and fixed to the rod 24, so that this part 80 moves with the rod when the piston slides in the cylinder 22.
  • the support arm 28 is taken up on the sides by side arms 82, carried on either side of the part 80.
  • the motor 36 ' is arranged between these two arms 82.
  • the operation of this embodiment is similar to that of the figure 2 , the axes 38, 48, 46, 50 forming a deformable parallelogram to ensure casting positions, waiting and loading defined above. More specifically, the figure 3a represents the device in casting position, the valve being closed; the figure 3b represents the device in the loading position, and the figure 3c represents the device in the safety position.
  • the device of the figure 4 corresponds to a third embodiment of the handling device 26.
  • This device also comprises a part surrounding the cylinder 22 and moving with the rod 24. It is therefore also compact.
  • the drive means of the drive means 28, 30 do not include a rotary motor such as the motor 36, but two hydraulic cylinders 84, 86, represented very schematically on the figure 4 .
  • the hydraulic cylinder 84 is substantially vertical, and the hydraulic cylinder 86 is substantially horizontal.
  • the drive means do not include a parallelogram consisting of four axes of orientation.
  • the movement of the holding means 28 is controlled by the synchronization of the cylinders 84, 86 (by means not shown), and by pivot connections 88, 90. More precisely, the vertical jack 84 makes it possible to move the pivot axis 88 in the vertical direction, and the cylinder 86 can slide the arm 28, telescopically.
  • the operation of the device 26 " is described on the Figures 4a to 4d .
  • the device On the figure 4a the device is in the casting position, the arm 28 being enlarged by means of the jack 86.
  • the jack 84 pushes on the axis 88, so as to incline the jack 86, and thus to lower the end 30 of the arm 28, the device then being in the loading position.
  • the device On the figure 4c , the device is also in the loading position, but the arm 28 is shortened, by sliding in the cylinder 86.
  • the device On the figure 4d , the device is in the safety position, the arm 28 being shortened by the jack 86, and raised by the jack 84.
  • the end 30 of the holding arm 28 has a U-shaped trajectory.
  • FIG. 6a to 6d a drive device 100 of the valve 14.
  • This driving device 100 may be similar to the drive means 20 described above, or may be used in a completely different context.
  • the device 100 comprises a cylinder 102, provided with a first piston 104, connected to a rigid rod 106, similar to the rod 24, which controls the valve 14 thanks to its end 108.
  • the piston 104 delimits, with the cylinder 102, two hydraulic chambers 110, 112, visible on the figure 6b , and can be fed with a fluid, through channels 114, 116 supply.
  • the drive device 16 is intended to be fixed on a ladle 12, more precisely in a housing 118 provided on the ladle, or on the valve 14.
  • the device 100 comprises a second piston 120, arranged to press a wall 122 of the housing 118, so as to lock the drive device 100 in the housing 118.
  • the second piston 120 is intended to form a wedge between the drive device 100, more precisely the cylinder 102, and the wall 122 of the housing 118.
  • the piston 120 and the wall 122 are traversed by the rod 106 controlled by the piston 104, so as to let this rod slide under the effect of the displacement of the first piston 104.
  • the chamber 112 is delimited, on the one hand by the first piston 104, on the other hand by the second piston 120.
  • the driving device 16 Before being mounted on the housing 118, the driving device 16 has substantially the configuration illustrated on the figure 6d .
  • the second piston 120 is in the retracted position in the chamber 112, not making, or only slightly, protrusion of the cylinder 102, so that the length of the cylinder 102 is relatively small.
  • fluid is injected into the orifice 116, according to the arrow indicated by reference 126 of the figure 6a .
  • the injection of fluid causes the piston 120 to slide towards the wall 122 so that it moves out of the cylinder 102 and comes to bear against the wall 122.
  • the clearance 124 between the housing 118 and the cylinder 102 disappears, and the device 100 is locked by clamping.
  • the drive device 100 can operate to drive the valve 14, as shown on the Figures 6b, 6c .
  • fluid is injected through the channel 114, which has the effect of moving the first piston 104 to the right, therefore the rod 106, and thus the corresponding slide of the valve 14, as is represented on the figure 6b .
  • the first piston 104 can be moved in the opposite direction, to the left, as shown in FIG. Figure 6c .
  • FIG. 8 We also represented on Figures 8 to 11 a jet protection tube 16 having a gripping head 56d and a longitudinal axis 134.
  • the gripping head has an upper surface 130 and a lower surface 132. It can be clearly seen in FIG. figure 11 that the lower part of the gripping head 56d is fusiform.
  • the figure 12 shows another jet protection tube 16 in which the gripping head 56e is semi-cylindrical.
  • the different functionalities can be independently on the various handling devices, drive or on the tube, or combine with each other.

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Description

  • La présente invention concerne le domaine technique de la coulée continue de métal liquide et en particulier elle se rapporte à un tube de protection de jet conçu pour éviter la réoxydation dudit métal lors de son transfert d'un récipient métallurgique supérieur vers un récipient métallurgique inférieur ainsi qu'à un dispositif de manipulation pour un tel tube.
  • Dans la description qui suit, on se référera plus particulièrement un tel tube de protection de jet utilisé dans la coulée de l'acier entre une poche de coulée et un bassin répartiteur sans que ce la ne doive être interprété comme une limitation de la présente invention.
  • On connaît dans l'état de la technique une installation de coulée de métal liquide, notamment d'acier liquide, permettant de transférer du métal liquide depuis une poche de coulée vers un répartiteur, destiné à répartir le métal liquide dans des moules de coulée. Pour le transfert de liquide depuis la poche vers le répartiteur, on utilise généralement un tube cylindrique, appelé tube de protection de jet, que l'on maintient plaqué contre une valve de régulation de la coulée, disposée au fond de la poche de coulée.
  • La valve de régulation, dite "valve à tiroirs", est munie de deux plaques superposées, coulissant l'une par rapport à l'autre de façon que la valve puisse prendre une configuration fermée, pendant laquelle la poche de coulée peut être déplacée, et une configuration ouverte, laissant passer du liquide pour son transfert dans le répartiteur. Le passage de la valve en configuration fermée ou en configuration ouverte est actionné par des moyens d'entraînement, souvent sous forme d'un vérin hydraulique. Afin qu'ils soient disposés au plus près de la valve, les moyens d'entraînement sont rapportés, au moment où la poche arrive à proximité du répartiteur, sur la poche de coulée, ou directement sur la valve.
  • Par ailleurs, lorsque la poche de coulée est amenée au-dessus du répartiteur, on rapporte également le tube de coulée au-dessous de la valve, en le maintenant contre la plaque inférieure ou une busette, comme une busette collectrice, prolongeant celle-ci. L'opération de maintien du tube de coulée contre la valve peut-être assurée de façon manuelle ou automatique, grâce à un dispositif de manipulation disposé sur le sol de l'installation.
  • La présente invention a notamment pour but de fournir un dispositif de manipulation du tube de protection de jet permettant de maintenir le tube au plus près de la valve de régulation, tout en limitant le nombre d'opérations à effectuer au cours du procédé de coulée.
  • A cet effet, invention a pour objet un dispositif de manipulation d'un tube de protection de jet pour la coulée de métal liquide, comprenant des moyens de maintien du tube, en aval d'une valve de régulation de la coulée de métal, cette valve pouvant prendre une configuration ouverte et une configuration fermée sous l'action de moyens d'entraînement, caractérisé en ce que le dispositif de manipulation comporte des moyens de fixation aux moyens d'entraînement de la valve.
  • On propose donc de disposer le dispositif de manipulation du tube, non pas sur le sol de l'installation, mais directement sur les moyens d'entraînement de la valve de régulation. Ainsi, comme les moyens d'entraînement sont disposés sur la valve de régulation, ou bien dans son voisinage proche, le dispositif de manipulation du tube se trouve au plus près de la surface de la valve contre laquelle le tube doit être plaqué, ou au plus près de la busette de coulée disposée sur la valve.
  • En outre, en assemblant le dispositif de manipulation du tube sur les moyens d'entraînement, on dispose d'un unique ensemble à rapporter sur la poche de coulée lorsque celle-ci se trouve à proximité du répartiteur. Aussi, en une unique opération, on assemble à la fois les moyens d'entraînement et le dispositif de manipulation du tube sur la poche de coulée.
  • On notera que la valve de régulation est de préférence une valve linéaire, mais pourrait être rotative. Cette valve est par exemple une valve à tiroirs. On notera par ailleurs que les moyens de maintien du tube comprennent par exemple un bras de maintien du tube.
    Le dispositif d'entraînement peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
    • Les moyens de fixation sont agencés de façon que le dispositif de manipulation suive le mouvement imposé par les moyens d'entraînement sur la valve. En d'autres termes, le mouvement du dispositif de manipulation est esclave du mouvement des moyens d'entraînement de la valve, et donc du mouvement de la valve, plus précisément du mouvement de l'orifice de coulée de la valve, cet orifice de coulée pouvant être porté par une busette de coulée associée à une plaque de la valve. Il en résulte que lorsque l'orifice de coulée est éloigné du canal de coulée, le tube est, selon un même mouvement, éloigné du canal de coulée. Ainsi, il n'est pas nécessaire de prévoir un dispositif de maintien du tube de protection de jet capable de suivre de manière continue et indépendante les mouvements de la valve. Un tel dispositif nécessite en effet une certaine complexité. En outre, on utilise des mêmes moyens d'entraînement pour éloigner à la fois l'orifice de coulée et le tube de coulée, d'où un gain d'énergie et de place.
    • Le dispositif comporte en outre des moyens d'entraînement des moyens de maintien du tube. Ainsi, outre le mouvement imposé par l'entraînement de la valve, on prévoit un mouvement propre du tube par rapport à la valve. Par exemple, le tube peut prendre une position de sécurité, ou position d'attente, dans laquelle son extrémité supérieure est relevée pour éviter de recevoir des éclaboussures de métal liquide (par exemple en cas d'ouverture non naturelle de la valve).
    • Les moyens d'entraînement des moyens de maintien comprennent un moteur rotatif. Ce moteur rotatif, associé à une forme mécanique en parallélogramme, peut imposer une certaine trajectoire aux moyens de maintien du tube, notamment une trajectoire sensiblement en forme de U.
    • Les moyens d'entraînement des moyens de maintien comprennent deux vérins hydrauliques. Par exemple il comprend un vérin sensiblement vertical et un vérin sensiblement horizontal, le vérin horizontal permettant de rendre télescopiques les moyens de maintien, et par conséquent de les éloigner des fortes températures de coulée et d'adapter le dispositif de manipulation à différents types d'installations.
    • Les moyens d'entraînement de la valve comprennent un cylindre hydraulique et une tige coulissante dans ce cylindrique, et les moyens d'entraînement des moyens de maintien sont portés par une pièce entourant le cylindre, se déplaçant avec la tige. Cette pièce entourant le cylindre a pour avantage de rendre l'ensemble du dispositif de manipulation et des moyens d'entraînement de la valve particulièrement compact, ce qui permet de diminuer la taille des moyens de maintien, donc l'effort à fournir pour le déplacer.
    • Les moyens de maintien du tube peuvent prendre une position de coulée et une position d'attente, le déplacement entre ces deux positions ayant une trajectoire sensiblement en U. La position de coulée correspond par exemple à une position dans laquelle le tube est emboîté sur une busette de coulée ménagée sur la valve. La position d'attente peut avantageusement correspondre à une position de sécurité éloignant le tube du canal de coulée. Chacune des positions de coulée et d'attente se trouvant à l'extrémité des branches du U, la position d'attente permet disposer le tube à une certaine hauteur lorsqu'il est retiré de l'orifice de coulée, si bien qu'il ne risque pas de recevoir des éclaboussures lorsqu'il n'est pas en position de coulée. Ainsi, la surface du contact du tube n'est pas encombrée de résidus et le tube reste opérationnel pour être plaqué contre d'autres valves. En particulier, on peut opérer, lorsque le tube est en position d'attente, un nettoyage du canal de coulée par injection d'oxygène. Avantageusement, les moyens de maintien peuvent prendre une troisième position, pour le chargement du tube sur le dispositif de manipulation. Cette troisième position correspond par exemple, sur la trajectoire en U, à la position intermédiaire située à la base du U. Ainsi, les moyens de maintien étant plus bas que l'orifice de coulée, l'encombrement est minimal pour permettre le chargement du tube sur le dispositif de manipulation, par exemple grâce à un robot indépendant.
    • Le dispositif comporte des moyens permettant la fixation temporaire du tube de protection de jet sur la valve, par exemple sur une busette de coulée de la valve, notamment la fixation par baïonnette, comme cela est décrit dans la suite.
    • Les moyens de maintien du tube comprennent des moyens de préhension du tube, par exemple sous forme d'une cuillère munie d'une fente de réception du tube. Cette cuillère a pour avantage de porter le tube par le bas, de façon à le maintenir de façon efficace, d'autant plus qu'il convient que les moyens de préhension soient bien résistants aux hautes températures de coulée. Cette forme de cuillère est particulièrement adaptée si le tube est muni d'une tête dont la forme lui permet d'être reçue dans la cuillère. Selon un autre exemple, les moyens de préhension comprennent une fourche, munie de deux évidements, de préférence trois, pour coopérer avec des ergots correspondants ménagés sur le tube de protection de jet.
    • Les moyens de maintien du tube comprennent des moyens de dégagement du tube et de la valve, notamment de dégagement du tube hors d'un orifice de coulée ménagé sur la valve. Ces moyens de dégagement du tube peuvent prendre par exemple la forme d'une fourche coopérant avec la tête du tube pour lui donner un mouvement vers le bas, et ainsi le détacher de l'orifice de coulée, par exemple en le retirant d'une busette de coulée. De préférence, dans un tel cas, le dispositif de maintien sera muni de doigts permettant d'exercer une traction vers le base selon l'axe du tube en position d'utilisation.
  • En ce qui concerne le maintien du tube de protection de jet dans le dispositif de manipulation, on connaît dans l'état de la technique une solution mécanique dans laquelle le tube de protection de jet d'une forme quelconque est maintenu dans un support approprié pouvant pivoter sur un axe grâce à des pivots coopérant avec des logements disposés sur le dispositif de manipulation. Un tube dans un tel support dispose d'un degré de liberté (mouvement pendulaire dans un plan orthogonal à l'axe de pivotement) ; le bras manipulateur peut généralement pivoter selon son axe afin de fournir un degré de liberté supplémentaire. Pour les dispositifs connus, prenant appui sur le sol de l'installation, cette solution requiert d'une part une grande complexité mécanique du dispositif de manipulation qui doit permettre de rattraper mécaniquement toutes les erreurs de positionnement et d'alignement ainsi qu'une dextérité considérable de la part de l'opérateur du dispositif de manipulation. En outre, pendant la coulée, l'effort nécessaire au maintien du tube de protection de jet contre la poche de coulée est essentiellement transmis par l'intermédiaire des ergots. Compte tenu des conditions extrêmes régnant dans l'installation de coulée, ces ergots sont susceptibles de se déformer et doivent être fréquemment remplacés. En outre, si l'on souhaite robotiser l'installation de coulée, cette solution n'est plus optimale. En effet, le support du tube possède plusieurs degrés de liberté (pivotement pendulaire sur l'axe défini par les ergots et pivotement selon l'axe du bras de maintien). Lorsque le dispositif de manipulation robotisé doit prendre un nouveau tube, il convient que ces degrés de libertés soient maîtrisés. Ceci peut être fait, soit en motorisant le dispositif soit, par un jeu de butées. Dans les deux cas, cela implique une complexité supplémentaire.
  • On connaît également dans l'état de la technique un tube de protection de jet possédant une extrémité inférieure de forme hémisphérique (voir par exemple, JP-A1-57-115968 ). Cette forme hémisphérique est avantageuse lorsque l'on utilise un dispositif de manipulation du tube de protection de jet disposé sur le sol de l'installation. En effet, dans ce cas, la position de la poche par rapport au sol de l'installation et donc par rapport au dispositif de manipulation ne peut être déterminée de manière précise. Il est donc indispensable de laisser au tube suffisamment de degrés de liberté (en translation, grâce au bras manipulateur et en rotation grâce à la forme hémisphérique de l'extrémité inférieure de la tête de préhension) afin qu'il puisse prendre un alignement correct sur la busette collectrice au moment de l'emboîtement. Une telle liberté n'est pas nécessaire dans le cas d'un dispositif de manipulation tel que décrit précédemment.
  • Après avoir rapporté le tube de protection de jet sur la valve (par exemple, en l'emboîtant sur la busette collectrice), on abaisse la poche de coulée et l'extrémité inférieure du tube de protection est ainsi immergée dans le bain d'acier, si bien que s'exerce sur l'extrémité inférieure du tube une poussée verticale de bas en haut (poussée ferrostatique). L'extrémité supérieure du tube de protection de jet est retenue par les moyens de maintien du tube et la valve si bien que la poussée ferrostatique ne pouvant faire remonter le tube de protection suivant son axe longitudinal tend à incliner ce dernier et à rompre son alignement sur les autres portions du canal de coulée. A son tour, ce désalignement est responsable d'usures prématurées de l'intérieur du tube de protection de jet, de turbulences dans l'écoulement d'acier pouvant créer des courants tourbillonnaires dans le bassin répartiteur et, à l'extrême, un désemboîtement du tube de la busette collectrice ou un endommagement du tube de protection ou de la busette collectrice au niveau de leur emboîtement.
  • D'autre part, il est indispensable de pourvoir le tube d'une certaine possibilité d'alignement afin de rattraper les jeux mécaniques de l'ensemble du dispositif et de s'aligner correctement sur la busette collectrice au moment de l'emboîtement. Ainsi, une solution mécanique bloquant fermement le tube de protection de jet et le maintenant aligné sur la busette collectrice pendant toute la coulée ne conviendrait pas, car, d'une part, elle impliquerait des moyens supplémentaires de blocage (et déblocage de la tête du tube) onéreux et compliqués à mettre en oeuvre, mais en outre, elle interdirait tout alignement au moment de l'emboîtement. En particulier, il serait souhaitable que ce tube puisse s'aligner selon l'orientation angulaire nécessaire tout en gardant le support du tube fixe afin que le robot puisse saisir le tube de manière simple.
  • L'invention a également pour objet un tube, dit tube de protection de jet, pour l'écoulement de métal liquide depuis une poche de coulée vers un répartiteur de métal, le tube comportant une tête de préhension du tube.
  • Dès lors, un objectif de la présente invention est la fourniture d'un tube de protection de jet mieux adapté au dispositif décrit ci-avant.
  • Dans ce dispositif, le tube de protection de jet est essentiellement déplacé dans un plan vertical défini à la fois par l'axe longitudinal du tube et la direction du bras de maintien dudit tube dans le dispositif. Dès lors, il est indispensable de maintenir une certaine liberté d'alignement du tube de protection de jet dans ce plan alors qu'il serait souhaitable de limiter les mouvements selon les directions non comprises dans ce plan.
  • La présente invention a donc également pour objet, un tube de protection de jet pour l'écoulement de métal liquide depuis une poche de coulée vers un répartiteur de métal, le tube possédant un axe longitudinal et comportant une tête de préhension du tube à une extrémité. Selon l'invention, la partie inférieure de cette tête de préhension est fusiforme.
  • Par définition, une tête de préhension fusiforme, ou en forme de fuseau, comprend donc à sa partie inférieure, une surface qui est une portion d'une surface de révolution (dont l'axe de révolution correspond d'ailleurs à l'axe de pivotement principal du tube de protection de jet). La surface de révolution est définie par une succession de cercles concentriques centrés sur l'axe de révolution. Les cercles concentriques peuvent avoir le même rayon, d'une extrémité à l'autre de l'axe de révolution (le fuseau aura alors la forme d'un cylindre) ou un rayon variable (croissant puis décroissant) d'une extrémité à l'autre de l'axe de révolution (le fuseau peut prendre une forme constituée par l'accolement, au niveau de leur grande base, de deux cônes tronqués ou, encore une forme de sphéroïde). La courbure du fuseau détermine l'amplitude du pivotement selon un axe de pivotement secondaire (perpendiculaire à l'axe de pivotement principal et dans le plan de pivotement principal).
  • Ainsi, la tête de préhension est conformée de manière à autoriser un pivotement du tube selon un axe principal, dit axe de pivotement principal, perpendiculaire à l'axe longitudinal du tube et, optionnellement, selon un axe secondaire, dit axe de pivotement secondaire, également perpendiculaire à l'axe longitudinal du tube, les axes de pivotement principal et secondaire étant perpendiculaires entre eux ; dans ce cas, avantageusement, les deux axes de pivotement sont gauches. A la différence d'une tête de préhension de forme hémisphérique autorisant tout pivotement du tube de protection de jet, la tête de préhension fusiforme selon l'invention, autorise le pivotement du tube dans un plan principal (défini par l'axe de pivotement principal et l'axe longitudinal du tube) et, optionnellement, mais en tous cas dans une moindre mesure, dans un plan secondaire (défini par l'axe de pivotement secondaire et l'axe longitudinal du tube) perpendiculaire au premier.
  • Une telle forme autorise un mouvement pendulaire du tube dans un plan perpendiculaire à l'axe de pivotement et comprenant l'axe longitudinal du tube. Dès lors, lorsqu'un tel tube est utilisé dans le dispositif décrit ci-avant, si l'on fait en sorte que ce plan coïncide avec celui que l'on a défini ci-avant (comprenant l'axe longitudinal du tube et la direction du bras de maintien du tube), le tube effectue un mouvement pendulaire dans le plan suivant lequel il est déplacé par le dispositif de manipulation. Par conséquent, ce tube s'aligne automatiquement sur la busette collectrice au moment de l'emboîtement. Il est remarquable que cet alignement puisse être réalisé sans devoir mécaniser le support du tube.
  • Le tube de protection de jet peut par exemple avoir une tête de préhension hémicylindrique ou comme on la indiqué ci-avant une tête de préhension d'une forme correspondant à la moitié de l'accolement par la base de deux cônes tronqués. Dans ces cas, le tube de protection de jet ne peut pivoter que selon son axe principal.
  • Dans certains cas, où l'alignement dans le plan est susceptible d'être détérioré, on peut autoriser également - mais dans une moindre mesure - un mouvement d'alignement dans le plan perpendiculaire au plan de pivotement principal et dès lors, avantageusement, la tête de préhension du tube de protection de jet possède une forme de fuseau courbe.
  • On pourrait également définir la partie inférieure de la tête de préhension du tube par l'aspect de ses méridiens (lignes à l'intersection de la surface de l'extrémité inférieure de la tête de préhension et du plan comprenant l'axe principal de pivotement). Ces méridiens peuvent être droits (dans le cas très avantageux d'un cylindre), présenter une brisure (dans le cas de l'extrémité inférieure de la tête de préhension constituée de deux cônes tronqués accolés par leur grande base) ou encore être courbes (arcs d'ellipse, arcs de cercle). Dans le cas d'un méridien en arc de cercle, le rayon de ce cercle peut être égal au rayon des cercles concentriques selon l'axe principal, mais alors, il est indispensable que les axes de pivotements soient gauches. Si ces rayons sont différents, il est avantageux que le rayon de l'arc de cercle soit significativement plus grand que celui des cercles concentriques (à l'extrême, si ce rayon est infini, on a une ligne droit et donc, la partie inférieure de la tête de préhension est hémicylindrique).
  • En fait, on réalise ainsi un système correspondant à une suspension à cardans sans toutefois présenter les inconvénients de cette solution mécanique (déformation des ergots de pivotement et identité de liberté selon les deux axes). En outre, il s'agirait d'une suspension à cardans dans laquelle le pivotement selon un axe serait nettement privilégié par rapport à l'autre axe.
  • Les moyens de maintien du tube comprennent des moyens de préhension du tube, par exemple sous forme d'une cuillère munie d'une fente de réception du tube. Cette cuillère a pour avantage de porter le tube par le bas, de façon à le maintenir de façon efficace, d'autant plus qu'il convient que les moyens de préhension soient bien résistants aux hautes températures de coulée. On peut toutefois imaginer une solution dans laquelle le tube de protection de jet est simplement disposé sur une fourche et retenu par des plots qui l'empêchent de glisser sur les bras de la fourche tout en autorisant son pivotement ou encore une solution sur laquelle l'extrémité inférieure de la tête de préhension reposerait sur des plots, de préférence, au moins quatre plots.
  • L'invention a en outre pour objet un tube, dit tube de protection de jet, pour l'écoulement de métal liquide depuis une poche de coulée vers un répartiteur de métal, caractérisé en ce que le tube comporte des moyens de fixation temporaire du tube de protection de jet sur une valve de régulation de la coulée.
  • Ces moyens de fixation temporaire sont particulièrement avantageux. Généralement, comme cela a été expliqué ci-dessus, ce tube de protection de jet doit être maintenu plaqué contre la valve de régulation tout au long du transfert du métal liquide depuis la poche de coulée vers le répartiteur. Pour assurer ce plaquage du tube contre la valve, le dispositif de manipulation du tube a notamment pour fonction d'exercer une force sur le tube au cours de la coulée, ce qui consomme de l'énergie. Le tube muni des moyens de fixation temporaire permet de fournir un tube nécessitant peu d'énergie pour être maintenu plaqué contre la valve de régulation.
  • Ainsi, plutôt que le dispositif de manipulation ait besoin de maintenir le tube contre la valve tout au long de l'écoulement du liquide à travers la valve, on propose de fixer temporairement le tube contre la valve. Le dispositif de manipulation ne consomme donc pas d'énergie pour assurer le plaquage du tube, ce plaquage étant assuré par les moyens de fixation temporaire. Ces moyens sont amovibles, activables au début de la coulée, désactivables à la fin de la coulée, de façon à libérer le tube par rapport à la valve. Les moyens de fixation temporaire sont par exemple prévus sur une busette de coulée ménagée sur la valve.
  • Le tube peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
    • Le tube comprend une extrémité supérieure et les moyens de fixation temporaire comprennent des moyens de réception d'un élément rotatif, agencé pour être monté sur cette extrémité et pour coopérer avec la valve, éventuellement avec une busette de coulée ménagée sur la valve. Cet élément rotatif peut être monté d'abord sur le tube, puis sur la valve, ou d'abord sur la valve, puis sur le tube. Par ailleurs, il peut être monté fixe par rapport à la valve et rotatif par rapport au tube, ou monté de façon inverse.
    • Le tube comporte en outre des moyens d'orientation angulaire du tube selon l'axe vertical du tube. Ces moyens ont pour avantage de permettre de prendre le tube selon différentes orientations angulaires possibles. Par exemple, ces moyens d'orientation comprennent des ailettes réparties uniformément sur une circonférence du tube, éventuellement espacées de 90°. Ainsi, le tube peut être pris par un robot selon différentes orientations angulaires, et donc avoir différentes orientations angulaires par rapport aux poches de coulée. Il en résulte que le tube n'est pas utilisé selon une unique orientation tout au long de sa vie, et donc qu'il s'use uniformément sur sa circonférence, d'où une durée de vie plus longue.
    • Le tube comprend des moyens de dégagement du tube hors d'un orifice de coulée, par exemple une collerette ménagée sur l'extrémité supérieure du tube qui coopère avec des doigts dont est pourvu le dispositif de manipulation. Cette collerette forme un épaulement d'appui des doigts prévus sur le dispositif de manipulation décrit précédemment. Ces moyens présentent en outre l'avantage d'empêcher le tube de remonter sous l'effet de la poussée ferrostatique si le dispositif de maintien doit être abaissé alors que l'extrémité inférieure du tube est encore immergée. Dans un cas particulièrement avantageux, les moyens de dégagement du tube sont constitués par un ou plusieurs volumes en creux ou en relief ménagés dans la paroi latérale extérieure du tube à son extrémité supérieure qui coopèrent avec un ou plusieurs doigts ou creux dont est pourvu le dispositif de manipulation. Dans ce cas, outre les deux avantages indiqués ci-avant, on assure également le maintien du tube en position dans la fourche et évite tout déplacement horizontal (tout en lui laissant la possibilité de s'aligner). Avantageusement, les parois latérales de la tête de préhension du tube sera pourvue de deux logements comprenant chacun des parois latérales et une paroi inférieure pouvant coopérer avec des doigts montés sur la fourche. Selon une variante préférée, ces doigts sont montés sur ressorts et peuvent donc être dégagés du logement soit manuellement, soit en exerçant une traction suffisante sur le tube.
  • L'invention a également pour objet un dispositif d'entraînement d'une valve de régulation pour la coulée de métal liquide.
  • Généralement, comme cela a été présenté plus haut, le dispositif d'entraînement de la valve est un vérin hydraulique, comprenant un cylindre séparé en deux chambres par un piston mobile. Ce piston est relié à une tige rigide reliée à l'un des tiroirs de la valve, de façon que le déplacement du piston, sous l'effet de l'introduction de fluide dans l'une des chambres, entraîne le déplacement du tiroir.
  • Dans l'état de la technique, lorsque la poche de coulée arrive à proximité du répartiteur, on rapporte le vérin hydraulique dans un logement prévu sur la valve ou au voisinage de la valve, sur la poche de coulée. Le dispositif d'entraînement ayant pour forme extérieure celle du cylindre et de la tige rigide coulissante s'étendant depuis l'une des bases du cylindre, le dispositif d'entraînement est généralement fixé en immobilisant le cylindre dans le logement. L'une des parois du logement est traversée par la tige rigide, laissant cette dernière coulisser pour entraîner la valve.
  • Ainsi, pour monter le dispositif d'entraînement sur la poche de coulée, on doit généralement encastrer le cylindre dans le logement. Afin de diminuer le plus possible les jeux entre le cylindre et le logement, le cylindre est reçu de façon la plus serrée possible dans le logement, si bien que le montage par encastrement peut être relativement difficile à mettre en oeuvre.
  • La présente invention vise notamment à proposer un dispositif d'entraînement monté de façon particulièrement simple et rapide sur la poche de coulée ou la valve de régulation.
  • A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'entraînement d'une valve de régulation pour la coulée de métal liquide, comprenant un premier piston permettant de déplacer la valve entre une configuration ouverte et une configuration fermée, caractérisé en ce qu'il comporte un second piston pour la fixation du dispositif d'entraînement relativement à la valve.
  • Ainsi, le second piston ayant pour fonction d'assurer la fixation du dispositif d'entraînement sur la valve (ou sur la poche de coulée portant la valve), on peut rapporter le dispositif d'entraînement quelle que soit la taille du logement dans lequel est il est reçu. En effet, le second piston, pouvant être déplacé sous l'effet d'une pression hydraulique, permet d'ajuster la taille du dispositif d'entraînement, de façon à supprimer ou diminuer les jeux entre le logement et le dispositif d'entraînement. En d'autres termes, le second piston mobile permet, selon une première étape, d'encastrer le dispositif d'entraînement dans un logement, en autorisant la présence d'un jeu, et dans une deuxième étape, de compenser le jeu, par déplacement du second piston, et ainsi faire disparaître le jeu entre le dispositif d'entraînement et le logement.
  • Il en ressort que l'on peut prévoir un logement plus grand que d'habitude, d'où un encastrement plus facile du dispositif d'entraînement dans le logement, tout en faisant disparaître le jeu, même très faible, que l'on constatait dans les logements antérieurs. En faisant disparaître le jeu réalisé entre le dispositif d'entraînement et son logement, on évite une perte de charge lors de la course du premier piston visant à commander la valve de régulation. Par ailleurs, en autorisant les jeux lors de la première étape, on permet d'automatiser facilement le montage du dispositif d'entraînement sur la poche de coulée.
  • Le dispositif d'entraînement peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivante :
    • Le dispositif d'entraînement est destiné à être reçu dans un logement solidaire de la valve, éventuellement par l'intermédiaire d'une poche de coulée sur laquelle est montée la valve, le second piston étant agencé pour appuyer sur une paroi du logement de façon à verrouiller par serrage le dispositif d'entraînement dans le logement. Par ce verrouillage par serrage, on garantit qu'il n'y a pas de jeun entre le cylindre et le logement.
    • Le second piston comprend une tête de piston et une extrémité opposée, destinée à former une cale entre le dispositif d'entraînement et la paroi du logement à la suite du déplacement du second piston.
    • Le dispositif d'entraînement comporte deux chambres hydrauliques, l'une des chambres étant délimitée, d'une part par le premier piston hydraulique, et d'autre part par le second piston hydraulique. Ainsi, le second piston permet de fixer le dispositif d'entraînement sur la poche ou la valve, sans pour autant nécessiter une structure complexe du dispositif d'entraînement. En particulier, le cylindre peut comporter deux chambres hydrauliques uniquement, et il n'est pas nécessaire de rajouter une troisième ou une quatrième chambre pour la commande du second piston, puisque l'on utilise une même chambre hydraulique pour la manoeuvre du premier piston et du second piston.
    • Le second piston est traversé par une tige rigide commandée par le premier piston.
    • Une rondelle élastique est disposée autour de la tige sous la tête du premier piston afin de décoller celle-ci et de permettre l'injection du fluide hydraulique, évitant ainsi tout risque de bloquage.
  • L'invention a également pour objet l'ensemble d'un dispositif de manipulation et/ou d'un dispositif d'entraînement et/ou d'un tube de protection de jet tels que décrits ci-dessus. Ainsi, l'ensemble des fonctionnalités décrites ci-dessus concernant le tube de protection de jet, le dispositif de manipulation et le dispositif d'entraînement peuvent être présentes de façon indépendante ou combinée.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins dans lesquels :
    • les figures 1a à 1c sont des vues illustrant une installation de coulée comportant un dispositif de manipulation selon un mode de réalisation, prenant respectivement une position de coulée, une position de chargement et une position de sécurité ;
    • la figure 2 est une vue plus détaillée du dispositif de manipulation de la figure 1a ;
    • les figures 2a à 2d sont des vues en coupe illustrant la cinématique du dispositif de la figure 2 ;
    • la figure 3 est une vue d'un dispositif de manipulation selon un deuxième mode de réalisation ;
    • les figures 3a à 3c sont des vues en coupe illustrant la cinématique du dispositif de la figure 3 ;
    • la figure 4 est une vue en coupe et en, perspective d'un dispositif de manipulation selon un troisième mode de réalisation ;
    • les figures 4a à 4d sont des vues en coupe illustrant la cinématique du dispositif de la figure 4 ;
    • la figure 5a est une vue illustrant le maintien par un dispositif de manipulation d'un tube de protection de jet selon un mode de réalisation ;
    • la figure 5b est une vue en coupe d'un tube de protection de jet similaire à celui de la figure 5a :
    • la figure 6 est une vue en coupe et en perspective d'un dispositif d'entraînement d'une valve de régulation selon un mode de réalisation ;
    • les figures 6a à 6d sont des vues en coupe illustrant le fonctionnement du dispositif de la figure 6 ;
    • les figures 7b et 7d sont des vues illustrant un tube de protection de jet selon un autre mode de réalisation ;
    • les figures 7a et 7c sont des vues en coupe des figures 7b et 7d,
    • la figure 8 représente une coupe transversale selon un plan comprenant l'axe longitudinal du tube et l'axe secondaire de pivotement d'un tube de protection de jet selon un mode de réalisation,
    • la figure 9 représente une coupe transversale selon un plan perpendiculaire à celui de la figure 8 comprenant l'axe longitudinal du tube et l'axe principal de pivotement, du tube de protection de jet de la figure 8,
    • la figure 10 représente une vue en plan du dessus du tube des figures 8 et 9 ;
    • la figure 11 représente une vue en trois dimensions du tube des figures 8 à 10 ;
    • la figure 12 représente une vue en trois dimensions d'un tube de protection de jet selon un autre mode de réalisation ; et
    • la figure 13 représente une enveloppe métallique destinée à recouvrir l'extrémité supérieure du tube des figures 8 à 11.
  • Comme cela est représenté sur la figure 1a, une installation de coulée comprend un répartiteur 10, destiné à répartir du métal liquide vers des moules de coulée. Ce répartiteur 10 est alimenté en métal liquide grâce à des poches de coulée 12, déplaçables au-dessus du répartiteur pour ce transfert. La poche 12 est munie d'une valve 14 de régulation de la coulée de métal. Cette valve 14 est composée, ici, d'une valve linéaire, une valve à tiroirs.
  • Le transfert du métal liquide entre cette valve 14 et le répartiteur 10 est assuré grâce à un tube de protection de jet 16, destiné à être plaqué contre un orifice de coulée de la valve 14, plus précisément contre une busette collectrice 18 de cette valve, visible sur la figure 1 b.
  • La valve à tiroirs 14 est commandée par des moyens d'entraînement 20, permettant à la valve de prendre une configuration ouverte, dans laquelle les deux tiroirs sont superposés et le canal de coulée ouvert, l'orifice de coulée 18 pouvant laisser passer du liquide, et une configuration fermée, dans laquelle les tiroirs de la valve 14 sont décalés, empêchant l'écoulement du métal.
  • Les moyens d'entraînement 20 comprennent un vérin hydraulique, comprenant un cylindre 22 et une tige rigide 24, visible sur la figure 2. La tige 24 est reliée d'une part à un piston coulissant à l'intérieur du cylindre 22, et d'autre part à la valve 14, de façon à commander le déplacement de l'un de ses tiroirs.
  • L'installation de coulée comporte en outre un dispositif 26 de manipulation de tubes de poche tels que le tube 16. Ce dispositif 26 comprend des moyens de maintien du tube, comprenant ici un bras 28, prolongé par des moyens de préhension, composés d'une fourche. Dans cet exemple, la fourche 30 comporte deux encoches 31, définissant chacune un évidement en forme de champignon. Ces encoches 31 forment des moyens de préhension du tube 16, comme cela est décrit dans la suite. Avantageusement, le dispositif comprend encore un couvercle de protection 33 percé d'une ouverture dégageant le canal de coulée afin de protéger le dispositif d'éventuelles projections d'acier.
  • Le dispositif de manipulation 26 comporte en outre des moyens 32, 34 de fixation aux moyens d'entraînement 20 de la valve 14. Plus précisément, ces moyens de fixation comprennent, dans l'exemple des figures 1a à 2d, un cylindre 32, à l'intérieur duquel un support 34 est monté mobile, en se déplaçant avec la tige rigide 24. Ce support 34 est agencé de façon que le dispositif de manipulation 26 suive le mouvement imposé par les moyens d'entraînement 20. en d'autres termes, le mouvement du dispositif 26 est esclave du mouvement de la tige rigide 24, coulissant avec le piston du cylindre 22 pour commander l'ouverture ou la fermeture de la valve.
  • Le dispositif de manipulation 26 comporte en outre des moyens 36 à 50 d'entraînement des moyens de maintien du tube 16. Dans le mode de réalisation de la figure 2, les moyens d'entraînement comportent un moteur rotatif hydraulique 36, entraînant en rotation un axe 38 entraînant lui-même une première bielle 40 et une seconde bielle 42, parallèles, reliées entre elles par l'extrémité 44 du bras de maintien 28. Ainsi, les moyens d'entraînement du bras 28 comprennent quatre axes de rotation 38, 46, 48, 50 (voir figure 2a), définissant les sommets d'un parallélogramme déformable. Les différentes formes du parallélogramme sont représentées sur les figures 2a à 2d, cette déformation étant commandée par le moteur 36.
  • Comme on peut le voir sur les figures 1 a à 1 c, le dispositif de manipulation 26 peut prendre une position de coulée, représentée sur la figure 1a, dans laquelle le tube 16 est plaqué contre la valve 14 ; une position de chargement, représentée sur la figure 1b, dans laquelle le tube 16 est rabaissé par rapport à la position de coulée, et libérant de l'espace pour permettre à un robot extérieur de charger le tube 16 sur le dispositif 26 ; et une position d'attente, ou position de sécurité, visible sur la figure 1c, dans laquelle le tube est dégagé de l'orifice de coulée de la valve 14, mais à une hauteur suffisamment haute pour éviter que des éclaboussures s'échappant de l'orifice de coulée puissent se déposer sur la surface supérieure du tube 16. Comme on peut le voir sur les figures, les positions de coulée, de chargement et d'attente définissent un U dans le plan parallèle à la hauteur de l'installation et à l'axe du vérin 22, les positions de coulée (figure 1 a) et d'attente (figure 1 c) définissant les extrémités supérieures des deux branches du U, et la position de chargement (figure 1 b) se trouvant dans la partie inférieure du U.
  • Le tube de protection de jet 16 est un tube cylindrique de révolution, définissant un canal d'écoulement 52, et muni, à son extrémité supérieure 54, d'une tête de préhension 56a. La tête de préhension 56a comporte des moyens de préhension par les moyens de maintien 28, 30, comprenant dans cet exemple des ergots destinés à être introduits dans les encoches 31, en étant retenus dans les encoches par gravité. On peut prévoir deux ergots, mais il est préférable d'en prévoir trois, de façon à pouvoir maîtriser l'orientation du tube 16 par les moyens de maintien. De manière alternative, la tête de préhension du tube peut être munie d'encoches coopérant avec des doigts 63 supportés par la fourche 30.
  • Le tube 16 comporte en outre des moyens d'orientation du tube 16 selon son axe vertical, représentés sur la figure 2. Ces moyens d'orientation prennent la forme d'ailettes 58 réparties sur la circonférence du tube, espacées dans cet exemple de 90°, et permettant à un robot ou au dispositif de manipulation de saisir le tube 16 selon différentes orientations au cours de sa vie.
  • Le fonctionnement du dispositif de manipulation 26 va à présent être décrit, à l'aide des figures 1a à 2d.
  • Au cours du procédé de coulée, la poche 12 arrive, avec la valve 14 embarquée dessus, à proximité du répartiteur 10. On rapporte alors les moyens d'entraînement 20 sur la valve 14, associés au dispositif de manipulation 26. Au cours de cette étape, le dispositif 26 ne porte pas encore de tube et se trouve dans la position de chargement illustrée sur la figure 1b, ou encore sur la figure 2b. On rapporte ensuite sur le dispositif 26 un tube de protection de jet 16, par exemple au moyen d'un robot extérieur, en faisant coopérer les ergots de ce tube 16 dans les évidements 31. Dans cette position de chargement du tube, la valve 14 est fermée et la tige de piston 24 est rentrée à l'intérieur du cylindre 22.
  • Une fois le tube 16 chargé sur le dispositif 26, le moteur 36 est enclenché, de façon que le bras 28 prenne la position de coulée, illustrée sur la figure 2c, dans laquelle l'extrémité supérieure 54 du tube est plaquée contre la valve 14, éventuellement par emboitement du canal de coulée 52 avec la busette 18. Une fois le tube 16 plaqué contre la valve 14, on peut ouvrir la valve, en activant le vérin 22, de façon à faire coulisser la tige 24 pour la faire sortir, entraînant ainsi l'un des tiroirs de la valve 14, comme cela est représenté sur la figure 2d. On notera que les moyens 20 peuvent fonctionner de façon inversée, la tige 24 étant activée dans l'autre direction pour ouvrir la valve.
  • Comme on peut le constater, le coulissement de la tige 24 entraîne le coulissement du support 34, donc de tout le dispositif de manipulation 26, le dispositif de manipulation 26 étant esclave du mouvement de la tige 24. Ainsi, on déplace, dans un même mouvement, la busette de coulée 18 reliée au tiroir coulissant de la valve 14, et le tube de protection de jet 16.
  • La valve 14 étant ouverte, le métal liquide peut s'écouler à l'intérieur du tube 16, afin de passer dans le répartiteur 10.
  • Comme il est possible que l'orifice de coulée 18 soit bouché, on prévoit la possibilité de nettoyer la busette de coulée, en injectant de l'oxygène dans le canal de coulée de la poche 12, pour brûler ou faire fondre les résidus. A cet effet, il est possible de dégager le tube 16 de la valve 14, en le mettant dans la position d'attente, illustrée sur la figure 2a. Plus précisément, après avoir refermé la valve 14, de façon à se trouver dans la position de la figure 2c, le moteur 36 entraîne le bras de maintien 28 pour qu'il prenne la position de sécurité illustrée sur la figure 2a. Ainsi, le tube 16 est dégagé de l'orifice de coulée, et est par ailleurs déplacé à une hauteur suffisamment haute pour éviter de recevoir des éclaboussures au moment du lavage à l'oxygène de l'orifice de coulée. On comprend que la trajectoire suivie par le bras de maintien 28 pour passer de la position de coulée à la position de sécurité suit un U.
  • On a représenté sur les figures 5a, 5b une variante de réalisation du dispositif 26 et du tube 16 des figures 1a à 2d. Dans cette variante, la tête 56b du tube de protection de jet 16 a une forme semi-hémisphérique 60, et les moyens de préhension disposés sur l'extrémité du bras de maintien 28 ont la forme d'une cuillère 30', munie d'une fente 62 de réception du tube 16. Ainsi, le tube 16 est plus facile à orienter et à maintenir plaqué contre la valve 14.
  • Par ailleurs, le tube 16 est pourvu de moyens 65 de dégagement du tube 16 par rapport à la valve 14. Plus précisément, l'extrémité supérieure 54 du tube 16 comprend des moyens 64 de placage du tube contre la valve, en l'occurrence une forme 64 d'encastrement de la tête 56b avec la busette de coulée 18. Les moyens 65 de dégagement comprennent une collerette, ou épaulement, disposée autour de ces moyens d'encastrement 64, permettant de former un appui pour dégager le tube 16 vers le bas, par exemple un appui pour une fourche prenant le tube autour de la forme 64 pour le désengager. Le dégagement peut par exemple être effectué par des moyens de dégagement (par exemple des doigts 63) du tube prévus sur les moyens 30'.
  • Selon un autre mode de réalisation du tube, qui peut être combiné au mode de réalisation des figures 5a, 5b, on prévoit sur le tube des moyens de fixation temporaire du tube 16 sur la valve, représentés sur les figures 7a à 7d. Ces moyens permettent de fixer provisoirement le tube 16 à la valve pendant la coulée de liquide, lorsque la valve est ouverte, ce qui réduit l'énergie dépensée par le dispositif de manipulation. Dans cet exemple, la fixation temporaire est une fixation par baïonnette
  • Les moyens comprennent un élément 66 coopérant, d'une part avec la valve 14, plus précisément avec la busette de coulée 18, d'autre part avec l'extrémité 54 du tube 16. Cet élément 66 est agencé pour être monté rotatif sur cette extrémité 54 et pour coopérer avec la busette 18. Plus précisément, l'élément 66 comprend des moyens de coopération (par exemple un rebord 68) avec la tête 56c du tube 16, destinés à coopérer avec des moyens de réception, comprenant un rebord 72 de la tête 56c. L'élément comprend par ailleurs des moyens 70 de coopération avec la busette 18, coopérant par butée avec un rebord 74 de la busette 18.
  • La fixation temporaire du tube 16 sur la valve 14 se fait de la façon suivante. L'élément 66 est tout d'abord solidarisé à la valve 14, en faisant coopérer les butées 70, 74. Ensuite, on rapporte le tube 16, muni de sa tête 56c, au droit de l'élément 66, la tête 56c étant orientée de telle façon que le rebord 68 ne soit pas au droit du rebord 72 de la tête, et puisse donc être inséré au fond de la tête 56c. Une fois le rebord 68 dans la tête 56c, on effectue une rotation de la tête 56c, par exemple d'un quart de tour, afin que le rebord 72 de la tête recouvre le rebord 68 de l'élément 66, et qu'ainsi le tube 16 soit retenu par ce rebord 68. Cette fixation par baïonnette peut bien sûr être désactivée en effectuant une rotation dans le sens inverse pour dégager les rebords 68 et 72.
  • On a représenté sur les figures 3, 3a à 3c un dispositif de manipulation selon un autre mode de réalisation que celui des figures 2, 2a à 2d. Néanmoins, ce dispositif est relativement proche, et l'on ne décrit dans la suite que les différences.
  • Ce dispositif de manipulation 26' est particulièrement compact puisqu'il n'est pas nécessaire de prévoir le cylindre 32 du dispositif de la figure 2. En effet, dans ce mode de réalisation, les moyens de fixation du dispositif 26' sur les moyens d'entraînement 20 comprennent une pièce 80 entourant le cylindre 22 et fixée à la tige 24, de façon que cette pièce 80 se déplace avec la tige lorsque le piston coulisse dans le cylindre 22. Par ailleurs, le bras de maintien 28 est repris sur les côtés par des bras latéraux 82, portés de part et d'autre de la pièce 80. Le moteur 36' est agencé entre ces deux bras 82.
  • Le fonctionnement de ce mode de réalisation est similaire à celui de la figure 2, les axes 38, 48, 46, 50 formant un parallélogramme déformable pour assurer des positions de coulée, d'attente et de chargement définies précédemment. Plus précisément, la figure 3a représente le dispositif en position de coulée, la valve étant fermée ; la figure 3b représente le dispositif en position de chargement, et la figure 3c représente le dispositif en position de sécurité.
  • Le dispositif de la figure 4 correspond à un troisième mode de réalisation du dispositif de manipulation 26". Ce dispositif comprend également une pièce entourant le cylindre 22 et se déplaçant avec la tige 24. Il est donc également compact. Dans ce dispositif, les moyens d'entraînement des moyens de maintien 28, 30 ne comprennent pas un moteur rotatif tel que le moteur 36, mais deux vérins hydrauliques 84, 86, représentés très schématiquement sur la figure 4. Le vérin hydraulique 84 est sensiblement vertical, et le vérin hydraulique 86 est sensiblement horizontal. Dans ce mode de réalisation, les moyens d'entraînement ne comprennent pas un parallélogramme composé de quatre axes d'orientation. Le mouvement des moyens de maintien 28 est commandé par la synchronisation des vérins 84, 86 (par des moyens non représentés), et par des liaisons pivots 88, 90. Plus précisément, le vérin vertical 84 permet de déplacer l'axe pivot 88 dans la direction verticale, et le vérin 86 permet de faire coulisser le bras 28, de façon télescopique.
  • Le fonctionnement du dispositif 26" est décrit sur les figures 4a à 4d. Sur la figure 4a, le dispositif est en position de coulée, le bras 28 étant agrandi grâce au vérin 86. Sur la figure 4b, le vérin 84 pousse sur l'axe 88, de façon à incliner le vérin 86, et donc à baisser l'extrémité 30 du bras 28, le dispositif étant alors en position de chargement. Sur la figure 4c, le dispositif est également en position de chargement, mais le bras 28 est raccourci, par coulissement dans le vérin 86. Sur la figure 4d, le dispositif est en position de sécurité, le bras 28 étant raccourci grâce au vérin 86, et relevé grâce au vérin 84.
  • De même que pour les autres modes de réalisation, on constate ici que l'extrémité 30 du bras de maintien 28 a une trajectoire en U.
  • On a représenté sur les figures 6, 6a à 6d un dispositif d'entraînement 100 de la valve 14. Ce dispositif d'entraînement 100 peut être similaire aux moyens d'entraînement 20 décrits précédemment, ou alors être utilisé dans un tout autre contexte.
  • Le dispositif 100 comprend un cylindre 102, muni d'un premier piston 104, relié à une tige rigide 106, similaire à la tige 24, laquelle commande la valve 14 grâce à son extrémité 108. Le piston 104 délimite, avec le cylindre 102, deux chambres hydrauliques 110, 112, visibles sur la figure 6b, et pouvant être alimentées par un fluide, grâce à des canaux 114, 116 d'alimentation.
  • Le dispositif d'entraînement 16 est destiné à être fixé sur une poche de coulée 12, plus précisément dans un logement 118 prévu sur la poche de coulée, ou encore sur la valve 14. Pour assurer cette fixation du dispositif 100 relativement à la valve 14, le dispositif 100 comprend un second piston 120, agencé pour appuyer sur une paroi 122 du logement 118, de façon à verrouiller par serrage le dispositif d'entraînement 100 dans le logement 118. Plus précisément, le second piston 120 est destiné à former une cale entre le dispositif d'entraînement 100, plus précisément le cylindre 102, et la paroi 122 du logement 118. Le piston 120 et la paroi 122 sont traversés par la tige 106 commandée par le piston 104, de façon à laisser cette tige coulisser sous l'effet du déplacement du premier piston 104.
  • Comme on peut le voir sur la figure 6b, la chambre 112 est délimitée, d'une part par le premier piston 104, d'autre part par le second piston 120.
  • Le fonctionnement du dispositif 100 va à présent être décrit. Avant d'être rapporté sur le logement 118, le dispositif d'entraînement 16 a sensiblement la configuration illustrée sur la figure 6d. Le second piston 120 est en position rentrée dans la chambre 112, ne faisant pas, ou que très peu, saillie du cylindre 102, si bien que la longueur du cylindre 102 est relativement petite. Comme la longueur du cylindre 102 est raccourcie, on peut facilement l'insérer dans le logement 118, grâce à un jeu 124. Afin de verrouiller le cylindre 102 dans le logement 118, on injecte du fluide dans l'orifice 116, selon la flèche indiquée par la référence 126 de la figure 6a. L'injection de fluide fait coulisser le piston 120 vers la paroi 122 pour qu'il se déplace hors du cylindre 102 et vienne s'appuyer contre la paroi 122. Ainsi, le jeu 124 entre le logement 118 et le cylindre 102 disparaît, et le dispositif 100 est verrouillé par serrage.
  • Suite à cette fixation, le dispositif d'entraînement 100 peut fonctionner pour entraîner la valve 14, comme cela est représenté sur les figures 6b, 6c. Pour exercer un appui sur la valve 14, on injecte du fluide par le canal 114, ce qui a pour effet de déplacer le premier piston 104 vers la droite, donc la tige 106, donc le tiroir correspondant de la valve 14, comme cela est représenté sur la figure 6b. Par ailleurs, en injectant du fluide dans le canal 116, on peut déplacer le premier piston 104 dans la direction opposée, vers la gauche, comme représenté sur la figure 6c.
  • Une fois les manipulations sur la valve 14 terminées, on peut dégager le dispositif d'entraînement 100 du logement 118, en procédant de la façon suivante. Le premier piston 104 étant dans une position neutre, on vient appuyer, conformément à la flèche 128 de la figure 6d, sur l'arrière du cylindre 102, de façon à presser le piston 120 contre la paroi 122, et ainsi à le faire coulisser à l'intérieur de la chambre 112. Il en résulte que la longueur du cylindre 102 diminue et que le jeu 124 réapparaît, ce qui permet ensuite de retirer facilement le dispositif du logement 118.
  • On peut également prévoir une rondelle ressort (élastique) 123 permettant d'éviter le bloquage du piston.
  • On comprendra que le fonctionnement décrit ci-dessus est particulièrement adapté pour être mis en oeuvre de façon robotisée. En effet, on peut facilement prévoir de venir disposer le dispositif d'entraînement 100 dans le logement 118 au moyen d'un robot, du fait que l'on autorise la présence de jeux 124 avant le verrouillage par serrage.
  • On a également représenté sur les figures 8 à 11 un tube de protection de jet 16 possédant une tête de préhension 56d et un axe longitudinal 134. La tête de préhension possède une surface supérieure 130 et une surface inférieure 132. On voit bien à la figure 11 que la partie inférieure de la tête de préhension 56d est fusiforme.
  • La figure 12 montre un autre tube de protection de jet 16 dans lequel la tête de préhension 56e est hémicylindrique.
  • La figure 13, montre l'enveloppe métallique du tube des figures 8 à 11. L'enveloppe est munie de moyens d'orientation angulaire, en l'occurrence des ailettes 58 (dont une seule est visible sur le dessin, l'autre se trouvant à l'opposé du tube) ainsi que de deux logements 136 comprenant chacun des parois latérales 138a, 138b et une paroi inférieure 140 (un logement identique est disposé à l'opposé du tube). Ce logement coopère avec des doigts 63 du dispositif de manipulation
    • pour éviter la remontée du tube lorsque son extrémité inférieure est immergée dans le bain d'acier (les doigts 63 agissent contre la paroi inférieure 140 du logement 136) ;
    • pour permettre le détachement du tube en fin de coulée (les doigts 63 agissent contre la paroi de fond 140 du logement 136) ; et
    • pour assurer le maintien du tube de protection de jet dans son support (les doigts agissent contre les parois latérales 138a, 138b du logement 136).
  • Les avantages de l'invention ont été mentionnés précédemment. On comprendra que invention n'est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits.
  • En particulier, les différentes fonctionnalités peuvent se trouver de façon indépendante sur les différents dispositifs de manipulation, d'entraînement ou sur le tube, ou bien se combiner les unes aux autres.

Claims (26)

  1. Dispositif (26, 26', 26") de manipulation d'un tube de protection de jet (16) pour la coulée de métal liquide, comprenant des moyens (28, 30, 30') de maintien du tube, en aval d'une valve (14) de régulation de la coulée de métal, cette valve pouvant prendre une configuration ouverte et une configuration fermée sous l'action de moyens d'entraînement (20), caractérisé en ce que le dispositif de manipulation (26, 26', 26") comporte des moyens (32, 34, 80) de fixation aux moyens (20) d'entraînement de la valve.
  2. Dispositif de manipulation selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de fixation (32, 34, 80) sont agencés de façon que le dispositif de manipulation (26, 26', 26") suive le mouvement imposé par les moyens d'entraînement sur la valve (20).
  3. Dispositif de manipulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant en outre des moyens (36-50, 84, 86) d'entraînement des moyens (28, 30, 30') de maintien du tube (16).
  4. Dispositif de manipulation selon la revendication précédente, dans lequel les moyens d'entraînement (36-50) des moyens de maintien (28, 30, 30') comprennent un moteur rotatif (36).
  5. Dispositif de manipulation selon la revendication 3, dans lequel les moyens d'entraînement (84, 86) des moyens de maintien (28, 30, 30') comprennent deux vérins hydrauliques (84, 86).
  6. Dispositif de manipulation selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel les moyens (20) d'entraînement de la valve (14) comprennent un cylindre hydraulique (22) et une tige (24) coulissante dans ce cylindrique, et les moyens d'entraînement (36-50, 84, 86) des moyens de maintien (28, 30, 30') sont portés par une pièce (80, 80') entourant le cylindre (22), se déplaçant avec la tige (24).
  7. Dispositif de manipulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens (28, 30, 30') de maintien du tube peuvent prendre une position de coulée et une position d'attente, le déplacement entre ces deux positions ayant une trajectoire sensiblement en U.
  8. Dispositif de manipulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens (28, 30, 30') de maintien du tube comprennent des moyens (30, 30') de préhension du tube, par exemple sous forme d'une cuillère munie d'une fente de réception du tube.
  9. Dispositif de manipulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens (28, 30, 30') de maintien du tube comprennent des moyens de dégagement du tube (16) et de la valve (14), par exemple des doigts 63.
  10. Tube de protection de jet (16) pour l'écoulement de métal liquide depuis une poche de coulée vers un répartiteur de métal, le tube possédant un axe longitudinal (134) et comportant une tête de préhension du tube (56d, 56e) à une extrémité caractérisé en ce que l'extrémité inférieure de la tête de préhension ((56d, 56e) est fusiforme.
  11. Tube de protection de jet (16) selon la revendication 10, comprenant une tête de préhension (56e) de forme hémicylindrique.
  12. Tube de protection de jet (16) selon la revendication 10 comprenant une tête de préhension (56d) en forme de fuseau courbe.
  13. Tube (16) pour l'écoulement de métal liquide depuis une poche de coulée (12) vers un répartiteur de métal (10), caractérisé en ce que le tube comporte des moyens (66-72) de fixation temporaire du tube de protection de jet (16) sur une valve (14) de régulation de la coulée.
  14. Tube selon la revendication précédente, dans lequel la fixation temporaire est assurée par baïonnette.
  15. Tube selon l'une quelconque des revendications 13 à 14, dans lequel le tube (16) comprend une extrémité supérieure (54) et les moyens de fixation temporaire (66-72) comprennent des moyens (72) de réception d'un élément rotatif (66), agencé pour être monté rotatif sur cette extrémité et pour coopérer avec la valve (14).
  16. Tube selon l'une quelconque des revendications 10 à 15, comprenant en outre des moyens (58) d'orientation angulaire du tube (16) selon l'axe vertical du tube.
  17. Tube selon l'une quelconque des revendications 10 à 16, comprenant des moyens (62) de dégagement du tube hors d'un orifice de coulée (18), par exemple une collerette (62) ou des logements (136) ménagés sur l'extrémité supérieure (54) du tube.
  18. Tube selon la revendications 17, dont la tête de préhension (56a,56b,56c,56d,56e) comprend des parois latérales pourvues de deux logements (136) comprenant chacun des parois latérales (138a, 138b) et une paroi inférieure (140).
  19. Ensemble d'un tube (16) selon quelconque des revendications 10 à 18 et d'un dispositif de manipulation (26, 26', 26") selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.
  20. Dispositif d'entraînement (100) d'une valve (14) de régulation pour la coulée de métal liquide, comprenant un premier piston (104) permettant de déplacer la valve entre une configuration ouverte et une configuration fermée, caractérisé en ce qu'il comporte un second piston (120) pour la fixation du dispositif d'entraînement (100) relativement à la valve (14).
  21. Dispositif d'entraînement selon la revendication précédente, destiné à être reçu dans un logement (118) solidaire de la valve (14), éventuellement par l'intermédiaire d'une poche de coulée (12) sur laquelle est montée la valve, le second piston (120) étant agencé pour appuyer sur une paroi (122) du logement de façon à verrouiller par serrage le dispositif d'entraînement (100) dans le logement (118).
  22. Dispositif d'entraînement selon la revendication précédente, dans lequel le second piston (120) comprend une tête de piston et une extrémité opposée, destinée à former une cale entre le dispositif d'entraînement (100) et la paroi (122) du logement à la suite du déplacement du second piston (120).
  23. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 20 à 22, comprenant deux chambres hydrauliques (110, 112), l'une des chambres étant délimitée, d'une part par le premier piston hydraulique (104), et d'autre part par le second piston hydraulique (120).
  24. Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 20 à 23, dans lequel le second piston (120) est traversé par une tige rigide (24) commandée par le premier piston (104).
  25. Dispositif d'entrainement selon l'une quelconque des revendications 20 à 24 dans lequel une rondelle élastique (123) est disposée autour de la tige (24,106) sous la tête du premier piston (104).
  26. Ensemble d'un dispositif de manipulation (26, 26', 26") selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 et d'un dispositif d'entraînement (100) selon l'une quelconque des revendications 20 à 25.
EP09763841A 2008-11-20 2009-11-19 Tube de coulee, dispositif de manipulation de ce tube et dispositif d'entrainement d'une valve Active EP2367651B1 (fr)

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