WO1993015231A1 - Machine de perçage d'un trou de coulee d'un four a cuve - Google Patents

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WO1993015231A1
WO1993015231A1 PCT/EP1993/000013 EP9300013W WO9315231A1 WO 1993015231 A1 WO1993015231 A1 WO 1993015231A1 EP 9300013 W EP9300013 W EP 9300013W WO 9315231 A1 WO9315231 A1 WO 9315231A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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rod
carriage
channel
machine according
mount
Prior art date
Application number
PCT/EP1993/000013
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English (en)
Inventor
Emile Lonardi
Jean Metz
Pierre Mailliet
Guy Thillen
Radomir Andonov
Philippe Malivoir
Original Assignee
Paul Wurth S.A.
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Filing date
Publication date
Application filed by Paul Wurth S.A. filed Critical Paul Wurth S.A.
Priority to DE69309898T priority Critical patent/DE69309898T2/de
Priority to US08/256,932 priority patent/US5476250A/en
Priority to BR9305841A priority patent/BR9305841A/pt
Priority to EP93901736A priority patent/EP0624204B1/fr
Priority to JP51288293A priority patent/JP3423309B2/ja
Publication of WO1993015231A1 publication Critical patent/WO1993015231A1/fr

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/12—Opening or sealing the tap holes

Definitions

  • the present invention relates to a machine for drilling a tap hole of a shaft furnace, designed for implementing the method of the lost rod in which, after having closed the tap hole with a plugging mass, pushes a metal rod into it, before it has completely hardened, and it is extracted at the appropriate time with a view to opening the tap hole.
  • Said machine comprises a mount for supporting the rod during said process, a drive means mounted on the mount so as to develop a traction force, respectively of thrust parallel to the mount, a coupling member for coupling said means drive the rod so as to transmit said tensile force to it during its extraction.
  • the working part of these machines must include a mandrel with a coupling pliers for the rod and, above all, a powerful bi-directional pneumatic striker to deploy the energy necessary for the introduction and extraction of the rod. of piercing lost.
  • the object of the present invention is to provide a machine for drilling a tap hole of a shaft furnace, designed for implementing the method of the lost rod, which makes it possible to insert said rod into the mass d '' semi-hardened obturation by a powerful push on the free end of the rod, without causing it to buckle.
  • the present invention provides a machine for drilling a tap hole of the kind defined in the preamble which is characterized by a pusher member connected to said drive means so as to transmit to the rear end of the rod said thrust force during the introduction of the rod into the blocking mass, by intermediate guides mounted on the carriage so as to surround the rod in several places during the introduction of the rod into the blocking mass and by means for moving said guides, as and when advancing said pusher member in a position in which they do not interfere with the advancement of said pusher member on the lookout.
  • the present invention also provides a clamp particularly suitable for the operation of the machine according to the invention.
  • This clamp comprises a body axially crossed by a channel, having a diameter slightly larger than the rod, a pair of jaws arranged symmetrically around the channel and movable obliquely towards the axis of said channel in the direction of the front of the mount and is characterized in that said channel is provided with a removable mechanical stop, on which the rod bears with one end during the operation of introducing the rod into the blocking mass.
  • the metal rod is guided, during the insertion operation, by intermediate guides mounted on the carriage and surrounding the rod in several places.
  • the main advantage of this machine is therefore to be able to introduce the rod in one go into the plugging mass without having to use a noisy striker imposing significant vibrations on the equipment and the machine.
  • said circumferential guides must be removed one after the other, as they would hinder the advancement of the clamp on said carriage.
  • the present invention however also proposes preferential solutions making it possible to put said guides automatically, that is to say without stopping the introduction movement and without intervention of the operator of the machine, in a position which does not interfere with the clamp. as it advances towards the front of the carriage.
  • said guides can therefore slide on the carriage. They can then be provided with their own drive system to drive them to a garage position, at the front of the carriage, as and when they risk hampering the progress of the clamp. However, they can also be advantageously driven or pushed, by the clamp drive means or by the clamp itself in a garage position at the front of the carriage as the advancement of the pliers.
  • the present invention also provides preferential solutions for automatically rearranging said sliding guides on the carriage in their initial operating position, that is to say that which corresponds to the start of the rod introduction operation. .
  • said guides each consist of two halves encircling, when assembled, the rod circumferentially on a certain length.
  • the two halves are separated laterally by appropriate means, thus freeing the path of the clamp.
  • the drive means selected for the clamp preferably comprises one or more endless chains mounted on the carriage and driven by at least one powerful motor, the direction of rotation of which can be reversed to guarantee both the insertion operation and the rod extraction operation.
  • this drive means with hydraulic cylinders or a screw and nut system, or a combination of several of these systems.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section of a first embodiment of the proposed machine, at the start of the operation of introducing a rod into the blocking mass;
  • FIG. 1a shows a plan view of the machine according to Figure 1
  • - Figure 2 shows a longitudinal section of the machine according to Figure 1, after the rod insertion operation is completed;
  • FIG. 3 shows an elevation of a variant of the proposed machine, at the start of the operation -of the introduction of a rod into the blocking mass;
  • FIG. 4 shows a preferred embodiment of an intermediate guide
  • FIGS. 5 and 5a show partial sections through a preferred execution of a clamp during the operation of introducing the rod, the cutting planes of the 2 Figures being offset by 90 °;
  • FIGS 6 and 6a show sections identical to Figures 5 and 5a, during a drilling operation with a conventional drill.
  • the frame of the drilling machine is constituted by a mount 20.
  • This mount is for example supported in a conventional and known manner at the end of a support arm (not shown).
  • This support arm can pivot around a console to move the drilling machine between a garage position and an operative position and vice versa.
  • the mount 20 can for example be formed of two parallel beams 20a, 20b joined together.
  • the two beams 20a and 20b have, on their inner face, two rails 22 and 24 arranged face to face. Only the rail 22 is shown in Figure 1.
  • Reference 26 designates a piercing rod, also called a lost rod, used in the method described above.
  • a support 28 which is preferably a screen support of the kind proposed by European patent application EP 0 064 644.
  • This comprises two flaps mounted at the front of the mount 20 , that is to say in front of the tap hole when the machine is in the operative position. These flaps can pivot between an open position facilitating the engagement and gripping of the rod 26 for the extraction thereof and a closed position in which they define a support opening for the rod 26.
  • the two flaps constitute thus a support and at the same time form a splash protection shield coming from the jet leaving the tap hole when the latter opens.
  • Between the two beams 20a and 20b is mounted, parallel to the rails 22 and 24, at least one endless chain 44.
  • This chain 44 is stretched between a driven toothed wheel 45 mounted at the front of the mount 20 and a toothed wheel driving 46 mounted at the rear of the carriage 20.
  • the driving wheel 46 is driven by at least one motor 42, fixed on the carriage 20.
  • It is preferably a hydraulic motor whose direction of rotation can be reversed by a suitable control system.
  • the reference 34 designates a clamp intended for the introduction and the extraction of the rod 26. It is preferably a clamp proposed by the present invention and which will be described later. It could however also be a bi-directional clamp of the kind described in the Luxembourg patent application LU-87 915 and the certificate of addition LU-88 020.
  • This clamp is supported by a carriage 36 sliding freely along the mount 20, for example using the pads 37 guided in the rails 22 and 24 mounted on the two beams 20a and 20b of the mount 20.
  • the carriage 36 is fixed to the endless chain 44 and can consequently be driven by the latter between a stop 50 mounted at the front of the mount 20 and a stop 51 mounted at the rear of the mount 20 and vice versa.
  • the stroke between the two stops 50 and 51 is approximately equal to the length of the rod.
  • the carriage 36 can also support a working member 32.
  • This working member which is provided with a coupling 30 for a conventional drill bit usually comprises a drilling machine and a striker. Its presence is justified in order to be able to drill, if necessary, a tap hole with the conventional drill bit. It should however be noted that the working member 32 is not used in the lost rod process and that it could be removed if conventional drilling of the tap hole is not never used, or if this drilling can be done in another way. Of course the working member 32 could also have its own carriage and its own drive means. We will now describe the other characteristics of the present invention and at the same time study the operation of the machine for introducing the rod 26 into the tap hole and for extracting it.
  • the rod 26 is loaded into the machine when the latter is in the garage position and when the clamp 34 occupies a position at the rear of the carriage (see Figure 1).
  • the loading is carried out by threading the rod 26 into the clamp 34 and by inserting it into several intermediate guides (55-], 552, -553), u * ⁇ ⁇ t his placed several almost equidistant places them on the lookout 20.
  • these guides (55i) The purpose of these guides (55i) is to prevent buckling of the rod 26 when the clamp 34 applies an axial thrust thereto during the insertion operation. It should be noted that - the number of intermediate guides and their spacings will be determined as a function of the characteristics of the rod (diameter, length, material, etc.) and of the force required to introduce the rod 26 into the mass of capping. This effort is mainly determined by the characteristics of the blocking mass and, inter alia, by its hardening speed.
  • each guide (55i) must surround the rod 26 so as to avoid any lateral escape of the latter when the latter is subjected to an axial thrust at its end opposite the taphole.
  • the distance between two successive guides must not be too great, otherwise there is a risk of the rod 26 buckling between two guides (55i), which may lead to the limit of complete blockage of the rod between these two guides.
  • it is forced to successively remove said intermediate guides (55 ⁇ , 552, 553) from the path of the clamp 34 as it advances towards the 'before the lookout 20.
  • FIG. 2 shows the end of the insertion operation.
  • the carriage 36 is stopped against the stop 50 and the three intermediate guides 55- *, 552, 553 are located, one against the other, in the garage position in front of the carriage 36.
  • Figure 3 shows a preferred embodiment of a sliding guide. It has a hook 56 which is for example engaged with grooves in its feet 57 between the lower flanges of the beams 20a and 20b forming the mount. It should be noted that the mounting of the hook must allow it to slide on the carriage 20, while avoiding warping of the hook when it is subjected to offset forces.
  • the latter has a lateral notch defined by two horizontal edges which are spaced a distance slightly greater than the diameter of the rod 26.
  • this lateral notch is closed using a piece 58 which is perpendicular to the two horizontal edges, in order to clearly define the rod 26 and to prevent it from being able to laterally escape from the hook 56.
  • the part 58 can be articulated on the hook 56 and can advantageously be provided with a lever 59 so as to be able to easily close and open said lateral notch manually. It would however also be possible to fully automate this opening and closing of said notch.
  • the latter consist of two symmetrical halves which can be separated laterally from the rod 26 when approaching the clamp 34. From the operating point of view, this variant is strictly equivalent to the predescribed variant of the sliding guides; it will therefore not be described in detail below.
  • the present invention also provides a preferred embodiment which allows the guides (55i) to be brought back from their garage position to the front of the carriage, which they occupy at the end of the operation for introducing the rod in the blocking mass, in their operative position which they must occupy at the start of said introduction operation.
  • the clamp 34 preferably used on a machine according to the present invention is shown in Figures 5, 5a, 6 and 6a.
  • This clamp 34 comprises a clamp body 75 crossed axially by a bore or channel 74 having a diameter slightly larger than the rod 26.
  • it is a uni-directional clamp designed for the extraction of the rod 26, that is to say that it comprises 2 jaws 70, 72 arranged symmetrically around the axial channel 74 and displaceable obliquely towards the axis of this channel 74 in the direction of the front of the carriage.
  • the jaws 70, 72 automatically bite into the end of the rod 26 placed in the channel 74 and thus ensure perfect coupling of the clamp 34 with the rod 26.
  • this is not the case during the introduction of the rod.
  • this uni-directional clamp can however also be used with the present machine for the introduction of the rod 26 into the plugging mass.
  • the present invention proposes to arrange in the channel 74, behind the jaws 70, a mechanical stop in order to provide a fulcrum for the rod 26 during said insertion operation.
  • this removable mechanical stop is achieved, by way of example only, by introducing a key 78 in a mortise 76 which crosses the channel 74 perpendicularly.
  • This key 78 which has a slightly greater height that the diameter of the rod 26, is secured at 80 against inadvertent displacement. It is however also possible to carry out this mechanical stop using an element controlled for example by a pneumatic circuit, which would avoid human intervention on the clamp even to close or open said channel 74.
  • FIGS. 6 and 6a we see that for a drilling operation said key 78 is removed. The drill 27 can thus pass through the clamp 34 to be introduced into the coupling 30 of the working member 32, where it is blocked by an anti-gyratory stop 80.
  • the free end of the latter is threaded into the clamp 34 which is stopped against the stop 50.
  • the clamp 34 is closed by actuating the jaws 70 and 72 which grip said end of the rod.
  • the motor 42 is actuated to withdraw the carriage 36 towards the stop 51.
  • the present invention provides a machine which makes it possible to introduce a piercing rod into the plugging mass without striker, by exerting on the end of the latter a simple powerful axial thrust, which has been judged as not possible until now.
  • this machine is distinguished by a simple and robust design, and it will be appreciated, among other things, that it provides better environmental protection by an almost silent operation.

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Abstract

On propose une machine de perçage d'un trou de coulée d'un four à cuve pour l'application du procédé de la tige de perçage. La machine comprend un affût (20), un moyen d'entraînement (42, 44), une pince (34) pour accoupler le moyen d'entraînement à la tige (26) lors de son extraction. Elle est caractérisée par un organe-poussoir (34) transmettant à l'extrémité arrière de la tige (26) ledit effort de poussée lors de l'introduction de la tige (26) dans la masse de bouchage et par des guides (55i) intermédiaires cernant la tige (26) à plusieurs endroits lors de l'introduction de la tige (26) dans la masse de bouchage. Lesdits guides (55i) étant successivement placés dans une position dans laquelle ils ne gênent pas l'avancement dudit organe-poussoir (34, 78) sur l'affût (20).

Description

MACHINE DE PERÇAGE D'UN TROU DE COULEE D'UN FOUR A CUVE
La présente invention concerne une machine de perçage d'un trou de coulée d'un four à cuve, conçue pour la mise en oeuvre du procédé de la tige perdue dans lequel, après avoir obturé le trou de coulée avec une masse de bouchage, on enfonce dans celle-ci, avant son durcissement complet, une tige métallique et on extrait celle-ci au moment voulu en vue de l'ouverture du trou de coulée. Ladite machine comprend un affût pour supporter la tige lors dudit procédé, un moyen d'entraînement monté sur l'affût de façon à développer un effort de traction, respectivement de poussée parallèlement à l'affût, un organe d'accouplement pour accoupler ledit moyen d'entraînement à la tige de façon à lui transmettre ledit effort de traction lors de son extraction.
Les machines utilisées jusqu'à présent pour la mise en oeuvre de ce procédé de la tige perdue sont en principe des foreuses classiques, c'est-à-dire conçues pour travailler avec un foret, qui ont toutefois subi des adaptations et modifications appropriées pour la mise en oeuvre du procédé.
L'organe de travail de ces machines doit comporter un mandrin avec une pince d'accouplement pour la tige et, surtout, un puissant percuteur pneumatique bi-directionnel pour déployer l'énergie nécessaire à l'introduction et à l'extraction de la tige de perçage perdue.
Le plus souvent on se préserve sur ces machines aussi la possibilité de pouvoir utiliser une foreuse avec un foret, soit pour reformer ou déplacer le trou de coulée, soit pour forer le trou de façon classique lorsque le procédé de la tige perdue ne peut être utilisée pour une raison ou une autre.
Or, un percuteur puissant, comme on l'utilise sur ces machines, n'est pas sans inconvénients. D'abord, il impose d'importantes sollicitations et vibrations au matériel, notamment à la pince d'accouplement avec la tige, qui est soumise de ce fait à une usure rapide. Il est aussi extrêmement bruyant, et ne remplit souvent pas les normes de plus en plus sévères visant une réduction du niveau sonore en milieu industriel. Les inconvénients du percuteur pourraient dès lors inciter à la suppression de la percussion lors de 1'introduction et de l'extraction de la tige.
Pour l'opération d'extraction de la tige, il est parfaitement envisageable d'utiliser un puissant moyen d'entraînement. Ce dernier est alors accouplé à l'extrémité libre de la tige et retire celle-ci du trou de coulée par un mouvement de recul en force, c'est-à-dire sans produire des vibrations et d'une manière tout à fait silencieuse. Ce procédé, qui a été prévu entre-temps sur plusieurs machines, en utilisant comme moyen d'entraînement des vérins ou moteurs hydrauliques, donne entière satisfaction.
Malheureusement une telle solution "en force" n'est, a priori, pas envisageable pour l'opération d'introduction de la tige dans la masse de bouchage en cours de durcissement. En effet, vue la longueur de la tige, une poussée axiale plus puissante, sans percuteur, risque de provoquer d'abord un flambage de la tige et ensuite son blocage définitif dans une position partiellement enfoncée dans la masse en cours de durcissement rapide. Le but de la présente invention est de proposer une machine de perçage d'un trou de coulée d'un four à cuve, conçue pour une mise en oeuvre du procédé de la tige perdue, qui permet d'enfoncer ladite tige dans la masse d'obturation semi-durcie par une poussée puissante sur l'extrémité libre de la tige, sans pour autant provoquer le flambage de celle-ci.
Pour atteindre cet objectif la présente invention propose une machine de perçage d'un trou de coulée du genre de celle définie dans le préambule qui est caractérisée par un organe-poussoir connecté audit moyen d'entraînement de façon à transmettre à l'extrémité arrière de la tige ledit effort de poussée lors de l'introduction de la tige dans la masse de bouchage, par des guides intermédiaires montés sur l'affût de façon à cerner la tige à plusieurs endroits lors de l'introduction de la tige dans la masse de bouchage et par des moyens pour déplacer lesdits guides, au fur et à mesure de l'avancement dudit organe-poussoir dans une position dans laquelle ils ne gênent pas l'avancement dudit organe-poussoir sur l'affût.
La présente invention propose aussi une pince particulièrement adaptée au fonctionnement de la machine selon l'invention. Cette pince comporte un corps traversé axialement par un canal, ayant un diamètre légèrement plus grand que la tige, une paire de mâchoires disposées symétriquement autour du canal et déplaçables obliquement vers l'axe dudit canal dans la direction de l'avant de l'affût et est caractérisée en ce que ledit canal est muni d'un arrêt mécanique amovible, sur lequel la tige prend appui avec une extrémité lors de l'opération d'introduction de la tige dans la masse de bouchage. Selon la caractéristique principale de la présente invention la tige métallique est guidée, lors de l'opération d'introduction, par des guides intermédiaires montés sur l'affût et cernant la tige à plusieurs endroits.
On évite par ces appuis intermédiaires que la tige ne commence à flamber lorsqu'on applique, par l'intermédiaire d'une pince coulissante entraînée par un puissant moyen d'entraînement, une poussée axiale appréciable à une extrémité de la tige pour enfoncer son extrémité opposée dans la masse de bouchage avec laquelle on a obturé préalablement le trou de coulée.
Le principal avantage de la présente machine est donc de pouvoir introduire la tige d'un seul coup dans la masse de bouchage sans devoir utiliser un percuteur bruyant imposant d'importantes sollicitations de vibrations au matériel et à la machine. Or, comme la pince avance vers l'avant de l'affût au fur et à mesure que la tige s'enfonce dans la masse de bouchage, lesdits guides circonférentiels doivent être enlevés l'un après l'autre, car ils gêneraient l'avancement de la pince sur ledit affût.
Ceci peut par exemple se faire manuellement en arrêtant chaque fois le mouvement de la pince juste avant le guide qu'elle risque de heurter, en démontant ce guide, et en continuant le mouvement d'introduction de la tige jusqu'au guide suivant.
La présente invention propose cependant aussi des solutions préférentielles permettant de mettre lesdits guides automatiquement, c'est-à-dire sans arrêter le mouvement d'introduction et sans intervention de l'opérateur de la machine, dans une position qui ne gêne pas la pince au fur et à mesure de l'avancement de celle-ci vers l'avant de l'affût.
Dans une exécution préférentielle lesdits guides peuvent à cet effet coulisser sur l'affût. Ils pourront alors être munis d'un propre système d'entraînement pour les entraîner vers une position de garage, à l'avant de l'affût, au fur et à mesure qu'ils risquent de gêner l'avancement de la pince. Ils pourront cependant aussi être avantageusement entraînés ou poussés, par le moyen d'entraînement de la pince ou par la pince elle-même dans une position de garage à l'avant de l'affût au fur et à mesure de l'avancement de la pince.
Il sera apprécié que la présente invention propose aussi des solutions préférentielles pour réagencer automatiquement lesdits guides coulissants sur l'affût dans leur position opérative initiale, c'est-à-dire celle qui correspond au début de l'opération d'introduction de la tige.
Dans une autre exécution préférentielle lesdits guides sont constitués chacun par deux moitiés cernant, lorsqu'ils sont assemblées, la tige circonférentiellement sur une certaine longueur. Lorsque la pince risque de heurter un tel guide, les deux moitiés sont écartés latéralement par des moyens appropriés, libérant ainsi le trajet de la pince. Ces guides ont l'avantage qu'ils ne nécessitent en principe pas de position de garage à l'avant de l'affût.
Le moyen d'entraînement retenu pour la pince comprend préférentiellement une ou plusieurs chaînes sans fin montées sur l'affût et entraînées par au moins un puissant moteur, dont le sens de rotation peut être inversé pour garantir à la fois l'opération d'introduction et l'opération d'extraction de la tige. Il est cependant aussi envisageable de réaliser ce moyen d'entraînement avec des vérins hydrauliques ou un système à vis et écrou, ou une combinaison de plusieurs de ces systèmes. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront de la description détaillée d'un mode de réalisation avantageux, présenté ci-dessous, à titre d'illustration, en se référant aux dessins annexés dans lesquels:
- la Figure 1 montre une coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation de la machine proposée, au début de l'opération d'introduction d'une tige dans la masse de bouchage;
- la Figure 1a montre une vue en plan de la machine selon la Figure 1 ; - la Figure 2 montre une coupe longitudinale de la machine selon la Figure 1, après que l'opération d'introduction de la tige est terminée;
- la Figure 3 montre une élévation d'une variante de la machine proposée, au début de l'opération -de l'introduction d'une tige dans la masse de bouchage;
- la Figure 4 montre une exécution préférentielle d'un guide intermédiaire;
- les Figures 5 et 5a montrent des coupes partielles à travers une exécution préférentielle d'une pince lors de l'opération d'introduction de la tige les plans de coupe des 2 Figures étant décalés de 90°; - les Figures 6 et 6a montrent des coupes identiques aux Figures 5 et 5a, lors d'une opération de forage avec un foret classique.
Toutes les Figures comportent les mêmes chiffres de référence pour désigner les mêmes pièces.
Pour la description de la construction de la machine on se réfère par exemple aux Figures 1 et 1a. L'ossature de la machine de perçage est constituée par un affût 20. Cet affût est par exemple supporté de manière classique et connue à l'extrémité d'un bras porteur (non représenté). Ce bras porteur peut pivoter autour d'une console pour déplacer la machine de perçage entre une position de garage et une position opérative et vice versa.
L'affût 20 peut par exemple être formé de deux poutres parallèles 20a, 20b réunies entre elles. Sur la Figure 1 on ne voit que la poutre 20a, la poutre 20b ayant été enlevée pour montrer plus de détails. Les deux poutres 20a et 20b comportent, sur leur face intérieure, deux rails 22 et 24 disposés face à face. Seul le rail 22 est montré sur la Figure 1.
La référence 26 désigne une tige de perçage, encore appelée tige perdue, utilisée dans le procédé décrit ci- avant.
A l'avant de la machine on voit un appui 28 qui est de préférence un appui-écran du genre proposé par la demande de brevet européen EP 0 064 644. Celui-ci comporte deux volets montés à l'avant de l'affût 20, c'est-à-dire en face du trou de coulée lorsque la machine est en position opérative. Ces volets peuvent pivoter entre une position ouverte facilitant l'engagement et la saisie de la tige 26 en vue de l'extraction de celle-ci et une position fermée dans laquelle ils définissent une ouverture de support de la tige 26. Les deux volets constituent ainsi un appui et forment en même temps un bouclier de protection contre les éclaboussures provenant du jet sortant du trou de coulée lors de l'ouverture de ce dernier. Entre les deux poutres 20a et 20b est montée, parallèlement aux rails 22 et 24, au moins une chaîne sans fin 44. Cette chaîne 44 est tendue entre une roue dentée menée 45 montée à l'avant de l'affût 20 et une roue dentée menante 46 montée à l'arrière de l'affût 20. La roue menante 46 est entraînée par au moins un moteur 42, fixé sur l'affût 20.
Il s'agit de préférence d'un moteur hydraulique dont le sens de rotation peut être inversé par un système de commande adapté.
La référence 34 désigne une pince destinée à l'introduction et l'extraction de la tige 26. Il s'agit de préférence d'une pince proposée par la présente invention et qui sera décrite plus loin. Il pourrait cependant aussi s'agir d'une pince bi-directionnelle du genre de celles décrites dans la demande de brevet luxembourgeois LU-87 915 et le certificat d'addition LU-88 020.
Cette pince est supportée par un chariot 36 coulissant librement le long de l'affût 20, par exemple à l'aide des patins 37 guidés dans les rails 22 et 24 montés sur les deux poutres 20a et 20b de l'affût 20.
Le chariot 36 est fixé à la chaîne sans fin 44 et peut en conséquence être entraîné par celle-ci entre une butée 50 montée à l'avant de l'affût 20 et une butée 51 montée à l'arrière de l'affût 20 et vice versa. La course entre les deux butées 50 et 51 est approximativement égale à la longueur de la tige.
On voit sur la Figure 1 que le chariot 36 peut également supporter un organe de travail 32. Cet organe de travail qui est muni d'un accouplement 30 pour une mèche classique comporte usuellement une foreuse et un percuteur. Sa présence se justifie pour pouvoir forer, le cas échéant, un trou de coulée avec la mèche classique. Il convient cependant de relever que l'organe de travail 32 n'est pas utilisé dans le procédé de la tige perdue et qu'il pourrait être enlevé si le forage classique du trou de coulée n'est jamais utilisé, ou si ce forage peut être effectué d'une autre manière. Bien entendu l'organe de travail 32 pourrait aussi disposer de son propre chariot et de son propre moyen d'entraînement. On va maintenant décrire les autres caractéristiques de la présente invention et étudier en même temps le fonctionnement de la machine pour introduire la tige 26 dans le trou de coulée et pour l'en extraire.
De préférence la tige 26 est chargée dans la machine lorsque celle-ci se trouve dans la position de garage et lorsque la pince 34 occupe une position à l'arrière de l'affût (cf. Figure 1).
Le chargement est réalisé en enfilant la tige 26 dans la pince 34 et en l'introduisant dans plusieurs guides intermédiaires (55-], 552, -553), *ïu^ sont placés à plusieurs endroits quasi équidistants entre eux sur l'affût 20.
Ces guides (55i) ont pour but de prévenir un flambage de la tige 26 lorsque la pince 34 applique une poussée axiale sur celle-ci lors de l'opération d'introduction. II convient de noter que - le nombre des guides intermédiaires ainsi que leurs espacements seront déterminés en fonction des caractéristiques de la tige (diamètre, longueur, matériau,...) et de l'effort nécessaire pour introduire la tige 26 dans la masse de bouchage. Cet effort est principalement déterminé par les caractéristiques de la masse de bouchage et, entre autres, par sa vitesse de durcissement.
Pour être efficace, chaque guide (55i) doit cerner la tige 26 de façon à éviter tout échappement latéral de cette dernière lorsque celle-ci est soumise à une poussée axiale à son extrémité opposée au trou de coulée. De plus la distance entre deux guides successifs ne doit pas être trop grande, si non on risque d'avoir un flambage de la tige 26 entre deux guides (55i), ce qui peut conduire à la limite à un blocage complet de la tige entre ces deux guides. Pour pouvoir appliquer la présente méthode lors de l'introduction d'une tige, on est forcé d'enlever successivement lesdits guides intermédiaires (55ι, 552, 553) de la trajectoire de la pince 34 au fur et à mesure de son avancement vers l'avant de l'affût 20. Ceci n'est pas gênant en soi pour la réussite de la présente méthode, car plus la pince 34 avance, plus la longueur de la tige diminue et moins de guides intermédiaires sont nécessaires. Il serait cependant fastidieux d'arrêter chaque fois l'avancement de la pince 34 en face d'un guide pour démonter ce dernier manuellement. La présente invention présente ainsi des solutions pour enlever automatiquement ces guides intermédiaires lorsque la pince 34 avance vers l'avant de l'affût 20 pour enfoncer la tige guidée, par une poussée axiale sur son extrémité libre, dans la masse de bouchage.
Dans une première solution, on propose d'utiliser des guides arrangés de façon coulissante sur l'affût 20. Ces guides (55-], 552, 53) seront alors poussés par la pince 34 ou le chariot 36 vers l'avant de l'affût 20 au fur et à mesure que l'introduction de la tige 26 progresse, c'est-à- dire que la pince 34 avance.
C'est-à-dire que le chariot 36 rencontre d'abord le guide 553 sur sa trajectoire, il prend appui sur celui-ci et le pousse devant soi. Après une certaine distance le guide 553 prend appui sur le guide 552 e~ le chariot pousse maintenant les deux guides 553 et 552 devant soi. La Figure 2 montre la fin de l'opération d'introduction. Le chariot 36 est à l'arrêt contre la butée 50 et les trois guides intermédiaires 55-* , 552, 553 sont situés, l'un contre l'autre, en position de garage devant le chariot 36.
La Figure 3 montre une exécution préférentielle d'un guide coulissant. Il comporte un crochet 56 qui est par exemple engagé avec des rainures dans son pieds 57 entre les semelles inférieures des poutres 20a et 20b formant l'affût. Il est à remarquer que le montage du crochet doit permettre un coulissement de celui-ci sur l'affût 20, tout en évitant un gauchissement du crochet lorsqu' il est soumis à des efforts désaxés.
Afin de pouvoir loger la tige 26 facilement dans le crochet 56, celui-ci comporte une encoche latérale définie par deux bords horizontaux qui sont espacés d'une distance légèrement plus grande que le diamètre de la tige 26. Avant de commencer l'opération d'introduction de la tige 26 dans le trou de coulée cette encoche latérale est fermée à l'aide d'une pièce 58 qui est perpendiculaire aux deux bords horizontaux, afin de bien cerner la tige 26 et d'éviter que celle-ci ne puisse s'échapper latéralement du crochet 56. La pièce 58 peut être articulée sur le crochet 56 et peut être munie avantageusement d'une manette 59 pour pouvoir aisément fermer et ouvrir manuellement ladite encoche latérale. Il serait cependant aussi possible d'automatiser entièrement cette ouverture et fermeture de ladite encoche.
Dans une variante d'exécution desdits guides ces derniers sont constitués de deux moitiés symétriques qui peuvent être écartées latéralement de la tige 26 lors de l'approche de la pince 34. Du point de vue fonctionnement cette variante est strictement équivalente à la variante prédécrite des guides coulissants; elle ne sera donc pas décrite en détail ci-après.
Il sera apprécié que la présente invention propose aussi une exécution préférentielle qui permet de ramener les guides (55i) de leur position de garage à l'avant de l'affût, qu'ils occupent à la fin de l'opération d'introduction de la tige dans la masse de bouchage, dans leur position opérative qu' ils doivent occuper au début de ladite opération d'introduction.
Sur la Figure 1 on voit à cette fin. des doigts 53-], 532, 533 équidistants qui sont solidaires de la chaîne 44. Ces doigts prennent appui sur les guides coulissants 55-] , 552, 53 lorsque la chaîne 44 fait marche arrière, c'est-à- dire lorsque le chariot 34 est ramené de l'avant de l'affût vers l'arrière de l'affût. Ce dispositif permet donc un réagencement automatique des guides coulissants 55-], 552, 553 en fin d'opération d'introduction de la tige, par un simple recul du chariot 36. Un effet analogue peut d'ailleurs être obtenu en reliant les guides coulissants 55-], 552, 53 entre eux et au chariot 36 par des tiges 54-* , 542, 543, guidées dans des oeillets 60, 60' solidaires des crochets 56 (cf. Figures 3 et 4). Ces tiges pourraient bien entendu aussi être remplacées par des chaînes ou des tiges télescopiques.
La pince 34 utilisée préférentiellement sur une machine selon la présente invention est montrée sur les figures 5, 5a, 6 et 6a. Cette pince 34 comporte un corps de pince 75 traversé axialement par un alésage ou canal 74 ayant un diamètre légèrement plus grand que la tige 26. On voit qu'il s'agit d'une pince uni-directionnelle conçue pour l'extraction de la tige 26, c'est-à-dire qu'elle comporte 2 mâchoires 70, 72 disposées symétriquement autour du canal axial 74 et déplaçables obliquement vers l'axe de ce canal 74 dans la direction de l'avant de l'affût. Il s'ensuit que sous l'action d'une traction vers l'arrière de l'affût, permettant l'opération et l'extraction de la tige, les mâchoires 70, 72 mordent automatiquement dans l'extrémité de la tige 26 placée dans le canal 74 et assurent ainsi un accouplement parfait de la pince 34 avec la tige 26. Tel n'est cependant pas le cas lors de l'introduction de la tige. Grâce à un astuce proposé par la présente invention, cette pince uni-directionnelle peut cependant aussi être utilisée avec la présente machine pour l'introduction de la tige 26 dans la masse de bouchage. A cette fin la présente invention propose d'aménager dans le canal 74, derrière les mâchoires 70, un arrêt mécanique afin de fournir un point d'appui pour la tige 26 lors de ladite opération d'introduction.
Il est plus précisément proposé de réaliser cet arrêt mécanique dans le canal 74 de façon qu'il soit facilement amovible. On peut ainsi traverser ladite pince 34 avec un foret classique 27, lorsqu'on doit effectuer un forage avec l'organe de travail 32 placé à l'arrière de la pince 34, tel que montré sur les Figures 6 et 6a.
Sur les Figures 6 et 6a on voit que cet arrêt mécanique amovible est réalisé, à titre d'exemple uniquement, en introduisant une clavette 78 dans une mortaise 76 qui traverse perpendiculairement le canal 74. Cette clavette 78, qui a une hauteur légèrement plus grande que le diamètre de la tige 26, est sécurisée en 80 contre un déplacement intempestif. Il est cependant aussi envisageable de réaliser cet arrêt mécanique à l'aide d'un élément commandé par exemple par un circuit pneumatique, ce qui éviterait une intervention humaine sur la pince même pour fermer ou ouvrir ledit canal 74. Sur les Figures 6 et 6a on voit que pour une opération de forage ladite clavette 78 est enlevée. Le foret 27 peut ainsi traverser la pince 34 pour être introduit dans l'accouplement 30 de l'organe de travail 32, où il est bloqué par un arrêt anti-gyratoire 80. En revenant audit procédé de la tige perdue, et plus précisément à l'opération d'introduction de la tige 26 dans la masse de bouchage semi-durcie, on constate que lorsque la tige 26 est enfilée dans la pince 34 dans laquelle la clavette 78 est en place, et lorsque tous les guides intermédiaires sont fermés et agencés convenablement, on peut actionner le moteur 42 pour faire avancer la pince 34 et pousser ainsi la tige 26 dans la masse de bouchage. Vu que la tige 26 est cernée à plusieurs endroits par les guides 55-f, 552, 53, elle ne risque pas de flamber, bien qu'elle soit soumise à un effort de poussée axiale appréciable. Au fur et à mesure que le chariot 36 avance, la tige 26 s'enfonce dans la masse de bouchage, et les guides intermédiaires 55i qui gênent cet avancement sont soit poussés vers l'avant, comme décrit ci-avant, soit écartés latéralement. Pour l'opération d'extraction de la tige 26, l'extrémité libre de cette dernière est enfilée dans la pince 34 qui se trouve à l'arrêt contre la butée 50. La pince 34 est fermée en actionnant les mâchoires 70 et 72 qui agrippent ladite extrémité de la tige. Puis on actionne le moteur 42 pour retirer le chariot 36 vers la butée 51. On n'a naturellement pas besoin des guides intermédiaires 55-| , 552, 553, car la tige n'est pas soumise à une compression mais à une traction. Ces guides servent uniquement d'appuis intermédiaires à la tige au fur et à mesure que cette dernière est retirée du trou de coulée. Il est encore important de noter que dans la dernière phase de l'extraction, l'appui-écran 28 est de préférence fermé de façon à protéger l'avant de l'affût contre des éclaboussures. La présente invention propose une machine qui permet d'introduire une tige de perçage dans la masse de bouchage sans percuteur, en exerçant sur l'extrémité de cette dernière une simple poussée axiale puissante, ce qui a été jugé comme non envisageable jusqu'à présent. De plus cette machine se distingue par une conception simple et robuste, et il sera entre autres apprécié qu'elle assure une meilleure protection de l'environnement par un fonctionnement quasi silencieux.

Claims

REVENDICATIONS
1. Machine de perçage d'un trou de coulée d'un four à cuve, conçue pour la mise en oeuvre du procédé de la tige perdue, dans lequel, après avoir obturé le trou de coulée avec une masse de bouchage, on enfonce dans celle-ci, avant son durcissement complet, une tige métallique (26) et on extrait celle-ci, au moment voulu, en vue de l'ouverture du trou de coulée, ladite machine comprenant un affût (20) pour supporter la tige (26) lors dudit procédé, un moyen d'entraînement (42, 44) monté sur l'affût (20) de façon à développer un effort de traction, respectivement de poussée parallèlement à l'affût (20), un organe d'accouplement (34) pour accoupler ledit moyen d'entraînement à la tige (26) de façon à lui transmettre ledit effort de traction lors de son extraction, caractérisé par un organe-poussoir (34, 78) connecté audit moyen d'entraînement de façon à transmettre à l'extrémité arrière de la tige (26) ledit effort de poussée lors de l'introduction de la tige (26) dans la masse de bouchage, par des guides (55i) intermédiaires montés sur l'affût (20) de façon à cerner la tige (26) à plusieurs endroits lors de l'introduction de la tige (26) dans la masse de bouchage et par des moyens pour déplacer lesdits guides (55i), au fur et à mesure de l'avancement dudit organe-poussoir (34, 78), dans une position dans laquelle ils ne gênent pas l'avancement dudit organe- poussoir (34, 78) sur l'affût (20).
2. Machine selon la revendication 1 , caractérisée en ce que lesdits guides (55i) sont coulissants sur l'affût.
3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits guides intermédiaires (55i) sont montés sur l'affût (20) de façon à être poussés par ledit organe- poussoir (34, 78) d'une position opérationnelle initiale vers une position de garage à l'avant de l'affût, au fur et à mesure que ledit organe-poussoir (34, 78) avance vers l'avant de l'affût (20).
4. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque guide intermédiaire (55i) est entraînable par ledit moyen d'entraînement de la position de garage à l'avant de l'affût (20) vers sa position opérationnelle initiale, au fur et à mesure que ledit organe-poussoir (34, 78) recule de l'avant vers l'arrière de l'affût (20).
5. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que lesdits guides intermédiaires (55i) sont constitués de crochets (56) coulissant sur l'affût (20) et disposant d'une encoche latérale permettant d'y loger la tige (26), et en ce que ladite encoche est munie d'une pièce (58) la fermant latéralement lors de l'opération d'introduction de la tige (26) dans la masse de bouchage.
6. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ledit moyen d'entraînement monté sur l'affût (20) comprend au moins une chaîne sans fin (44) installée axialement sur l'affût (20) et au moins un moteur d'entraînement (42) dont le sens de rotation peut être inversé.
7. Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que le moteur (42) est un moteur hydraulique.
8. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que ledit organe d'accouplement (34) est une pince comprenant un corps (75) traversé axialement par un canal (74), ayant un diamètre légèrement plus grand que la tige (26), une paire de mâchoires (70, 72) disposées symétriquement autour du canal (74) et déplaçables obliquement vers l'axe dudit canal (74) en direction de l'avant de l'affût.
9. Machine selon la revendication 8, caractérisée en ce que ledit organe-poussoir (34, 78) comprend un arrêt mécanique amovible (78) dans le canal (74) du corps (75).
10. Machine selon la revendication 9 comprenant une foreuse (32) avec un accouplement (30) conçu pour recevoir un foret (27), caractérisée en ce que la foreuse (32) est montée axialement derrière la pince (34) sur un chariot (36) solidaire de la pince (34) et en ce que le foret (27) traverse axialement ledit canal (74) pour être accouplé à 1'accouplement (30).
11. Pince pour une machine selon la première revendication comportant un corps (75) traversé axialement par un canal (74), ayant un diamètre légèrement plus grand que la tige (26), une paire de mâchoires (70, 72) disposées symétriquement autour du canal (74) et déplaçables obliquement vers l'axe dudit canal (74) dans la direction de l'avant de l'affût, caractérisée en ce que ledit canal (74) est muni d'un arrêt mécanique amovible, sur-lequel la tige (26) prend appui avec une extrémité lors de l'opération d'introduction de la tige (26) dans la masse de bouchage.
12. Pince selon la revendication 11 , caractérisée en ce que ledit arrêt mécanique amovible est constitué d'une clavette (78) immobilisée dans une mortaise (76) effectuée dans le corps (75) et traversant le canal (74) perpendiculairement à l'axe de celui-ci.
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