EP0128432B1

EP0128432B1 - Machine de perçage d'un trou de coulée de four à cuve

Info

Publication number: EP0128432B1
Application number: EP84105974A
Authority: EP
Inventors: Pierre Mailliet; Charles Tarducci; Henri Radoux; Guy Thillen
Original assignee: Paul Wurth SA
Current assignee: Paul Wurth SA
Priority date: 1983-06-08
Filing date: 1984-05-25
Publication date: 1989-07-12
Also published as: EP0128432A2; LU84855A1; AU565504B2; ATE44548T1; CA1217760A; US4602770A; AU2917884A; EP0128432A3; ZA844085B; DE3478937D1

Description

La présente invention concerne une machine de perçage d'un trou de coulée de four à cuve conçue pour la mise en oeuvre d'un procédé selon lequel la fermeture et l'ouverture du trou de coulée comportent respectivement une opération de mise en place et une opération d'extraction d'une tige de perçage, qui est abandonnée dans la masse du trou de coulée entre deux coulées successives, et qui comporte un affût monté à l'extrémité libre d'un bras porteur, un instrument de percussion coulissant le long dudit affût sous l'action d'un moteur, un dispositif d'accouplement de la tige de perçage à l'instrument de percussion, un moyen de guidage et de support de la tige de perçage prévue à l'extrémité avant de l'affût, ainsi qu'un moyen permettant à l'affût de prendre appui sur la paroi du four lois de l'extraction.
L'usage de ce procédé de perçage relativement récent, connu notamment du document EP-A-0 025 423, devient de plus en plus répandu. Toutefois, ce procédé ne peut pas être utilisé exclusivement, car, de temps en temps et pour certains trous de coulées, on doit avoir recours à la méthode classique de forage avec une mèche rotative à percussion.
L'un des seuls inconvénients que puisse présenter ce nouveau procédé de perçage est que la tige ne peut être extraite que moyennant un instrument à percussion, de sorte que, si l'on veut mettre en oeuvre le nouveau procédé et le procédé classique de forage, tout en utilisant la même machine, il faut disposer d'une machine ayant un outil de travail qui puisse forer par rotation et percuter aussi bien vers l'avant que vers l'arrière.
D'autre part, dans la demande de brevet EP-A-0 052 248 est proposé un nouveau système d'alimentation hydraulique spécialement conçue pour les foreuses de trous de coulées et qui permet désormais le remplacement des outils pneumatiques par des outils hydrauliques. On sait, en effet, comme décrit dans la demande de brevet précitée, que la commande hydraulique présente de nombreuses avantages, dont les plus importants sont une puissance beaucoup plus élevée et une diminution considérable du bruit. Toutefois, dans les machines où l'on envisage d'utiliser les deux procédés d'ouverture et de fermeture de trous de coulées, on n'a pu jusqu'à présent, utiliser la commande hydraulique étant donné qu'il n'existe pas d'outil hydraulique avec percussion dans les deux sens opposés.
Un simple remplacement de l'outil pneumatique par un outil hydraulique avec mise à profit de la force accrue de la commande hydraulique pour pouvoir renoncer à l'assistance de la percussion lors de l'extraction de la tige de perçage n'a pas été envisagé non plus parce que, vu que l'affût est monté à l'extrémité d'un bras porteur relativement long, ou bien la réaction aurait été trop grande dans le bras porteur ou bien il aurait fallu renforcer considérablement ce bras porteur et le pivot principal autour duquel celui-ci pivote.
Le but de la présent invention est de prévoir une nouvelle machine de perçage d'un trou de coulée de four à cuve, dont la commande s'effectue essentiellement par voie hydraulique et qui soit capable de fonctionner selon le procédé de forage classique et selon le procédé de perçage nouveau.
Pour atteindre cet objectif, l'invention propose une machine du genre décrit dans le préambule qui présente les caracatéristiques de la revendication 1.
Par conséquent, l'instrument de percussion devient un simple percuteur uni-directionnel qui, outre l'avantage de pouvoir être entraîné par voie hydraulique, a l'avantage d'être sensiblement plus court que les percuteurs bi-directionnels pneumatiques.
Lesdits moyens servant d'appui à l'affût sont, de préférence, simplement un élément d'appui mâle et un élément d'appui femelle prévus respectivement sur la paroi du four et sur l'affût ou vice-versa. Dans un mode de réalisation avantageux, ces moyens d'appui peuvent être constitués par des éléments analogues à ceux proposés dans la demande de brevet DE-A-2 815 730. Toutefois, alors que dans cette demande de brevet ces éléments avaient exclusivement une fonction de guidage et de stabilisation, les éléments selon la présente invention ont, avant tout, une fonction d'appui et, accessoirement, une fonction de guidage.
D'autres particularités et caractéristiques ressortiront de la description détaillée donnée ci-dessous, à titre d'illustration, en référence aux figures annexées dans lesquelles:

la figures 1 montre une vue schématique d'un mode de réalisation d'une machine de perçage en position opérative,
la figure 2 montre la machine de la figure 1 lors de la phase d'extraction de la tige de perçage,
la figure 3 montre la même machine après l'extraction complète de la tige de perçage,
la figure 4 montre schématiquement un dispositif de blocage de l'outil de travail pour le mode d'exécution des figures 1 à 3, '
la figure 4a montre une coupe suivant le plan Vl-VI de la figure 4,
la figure 5 montre une variante du mode de réalisation de la figure 4 et
la figure 5a montre une coupe suivant le plan VII-VII de la figure 5.

Sur la figure 1 la référence 10 représente une partie de la paroi d'un haut fourneau qui est traversée par une tige de perçage 12 qui, après son extraction de la position représentée, libère un trou de coulée 16 pour permettre l'écoulement de la fonte en fusion dans une rigole de coulée représentée par 14. L'extrémité intérieure de la tige 12 a été représentée en traits interrompus étant donné que cette partie s'est consumée dans la matière en fusion.
La référence 18 représente l'affût de la machine de perçage, cet affût étant porté par l'extrémité d'un bras porteur conçu pour pivoter autour d'un pivot principal non montré. Un outil de travail 22, pourvu d'un dispositif d'accouplement 24 avec la tige de perçage 12 peut coulisser le long de cet affût sous l'action d'une chaîne d'entraînement sans fin 26, entraînée à son tour par un moteur 28. La référence 30 représente une tête de guidage et de support dont la fonction essentielle est de soutenir la tige de perçage 12 lorsqu'elle n'est plus ou pas encore supportée dans le trou de coulée.
Comme mentionné ci-dessus, afin de pouvoir mettre en oeuvre les deux procédés de perçage, l'outil de travail 22 comportait jusqu'à présent un percuteur pouvant percuter aussi bien vers l'avant que vers l'arrière et le moteur 28 assurant la translation de l'outil de travail 22 était un moteur pneumatique. La dualité entre ces deux conditions fait que si l'une quelconque est considérée comme cause, l'autre en est la conséquence.
Outre les avantages connus de la commande hydraulique, la proposition de la présente invention permet, par la suppression d'une direction de percussion, une diminution de la longueur de l'outil de travail 22. Ceci permet, soit un raccourcissement de l'affût 18, soit un allongement du trou de coulée 16, l'un comme l'autre pouvant être considérés comme un avantage. La suppression de la percussion lors de l'extraction de la tige de perçage 12 permet, en plus, l'élimination des vibrations et par conséquent, diminue les sollicitations au niveau du dispositif d'accouplement 24. En effet, l'extraction par percussion risque toujours de dévisser la pince automatique du dispositif d'accouplement de la tige au percuteur et de détériorer les filets mâle et femelle par les martelages répétés à chaque ouverture du trou de coulée.
Les figures 1 à 3 montrent un mode de réalisation très avantageux dans lequel l'affût 18 n'est pas fixé directement sur le bras porteur, non montré, mais est suspendu de façon coulissante sur un support 40 qui est, à son tour, monté sur l'extrémité du bras porteur et qui est conçu pour former appui sur le bras 32. Le support de l'affût 18 peut être réalisé simplement par deux glissières 42 sur la partie inférieure du support 40 qui permettent une translation de l'affût 18 par rapport au support 40. Le mouvement de translation de l'affût 18 par rapport au support 40 est provoqué par un vérin hydraulique 44 monté sur le support 40 et dont la tige 46 est reliée à l'affût 18.
Le but de cette disposition et son fonctionnement ressortent des figures 1 à 3. Pour extraire la tige de perçage 12 l'affût est amené dans la position selon la figure 1, jusqu'à ce que le support 40 prenne appui sur le bras 32, la tige 46 étant rentrée, c'est-à-dire que l'affût 18 se trouve en position avancée. Le vérin 44 est ensuite actionné pour reculer l'affût 18, la réaction de cette poussée du vérin 44 étant transmise par le support 40 sur le bras 32. Ce mouvement permet le déblocage de la tige 12 dans la masse du trou de coulée 16 (voir figure 2). La tige de perçage 12 étant ainsi libérée elle peut être extraite facilement en faisant reculer l'outil de travail 22 le long de l'affût 18 sous l'action du moteur 28 jusque dans la position illustrée à la figure 3.
La force relativement importante nécessaire au déblocage de la tige 12 dans la position de la figure 1 est par conséquent dérivée du vérin 44 et transmise directement sur l'affût 18, alors qu'une force beaucoup plus modeste nécessaire à l'extraction de la tige 12 à partir de la position de la figure 2 est dérivée du moteur 28.
Le mode de réalisation selon les figures 1 à 3 présente un autre avantage extrêmement important. En effet, comme déjà signalé précédemment, l'extrémité intérieure de la tige de perçage 12 se consume dans la masse en fusion du four, de sorte que la tige de perçage est plus courte lors de son extraction comparée à ce qu'elle était lors de l'introduction dans le trou de coulée. Il en résulte que lors de l'approche de la fin de la phase d'extraction, lorsque l'outil 22 atteint l'extrémité arrière de l'affût 18, la partie avant de la tige de perçage 12 n'est plus supportée par la tête 30 et la tige 12 bascule dans la rigole de coulée 14, risquant ainsi d'occasionner des dégâts, notamment dans le dispositif d'accouplement 24. Pour remédier à cette défaillance, on a proposé, notamment, des systèmes compliqués avec des crochets auxiliaires déplaçables et/ou pivotables comme décrits dans la demande de brevet DE-A-3 111 260. Ce phénomène est éliminé automatiquement dans le mode de réalisation des figures 1 à 3, étant donné que l'affût 18, et plus particulièrement la course de l'outil 22, peut être raccourcie d'une grandeur correspondant à la course de la tige 46. Or, si cette course est adaptée sensiblement à la longueur de la tige qui risque de se consumer à l'intérieur du four ou de casser lors du déblocage de la tige, celle-ci restera néanmoins soutenue par la tête 30, même dans la position complètement rétractée de l'outil de travait_'22, comme illustré par la figure 3.
Il est à noter que, afin d'éviter que la force de poussée du vérin hydraulique 44 ne soit transmise à la chaîne 26 lors du passage de la position de la figure 1 à celle de la figure 2, il est prévu sur l'affût 18 une butée 48 servant d'appui à l'outil 22, l'emplacement de cette butée pouvant être ajustable.
Afin que cette force épargne également le dispositif d'accouplement 24, il est preconisé dans le mode de réalisation de la figure 4, de prévoir une butée 50 qui soit conçue de façon à servir d'appui à ce dispositif d'accouplement. A cet effet, la butée 50 qui est fixée sous l'affût 18 présente la section illustrée par la figure 4a. La butée 50 est avantageusement fixée de façon démontable à l'affût et déplaçable le long de celui-ci, de sorte qu'on peut fixer son emplacement en fonction de la longueur du trou de coulée, et se servir de la butée 50 comme repère lors de l'introduction en faisant avancer le dispositif d'accouplement jusque contre la butée 50.
Les figures 5 et 5a montrent une variante avantageuse selon laquelle la tête de support et de guidage des figures précédentes est supprimée, et dans laquelle la butée 52 est conçue de manière à remplir, outre ses propres fonctions, celles de guidage et de support de la tige de perçage 12. A cet effet, la butée 52 est conçue sous forme d'entonnoir comme le montrent les figures 5 et 5a. Dans ce cas, les avantages discutés précédemment en relation avec l'extraction d'une tige partiellement consumée, sont encore plus prononcés.

Claims

1. Machine de perçage d'un trou de coulée de four à cuve conçue pour la mise en oeuvre d'un procédé selon lequel la fermeture et l'ouverture du trou de coulée comportent respectivement une opération de mise en place et une opération d'extraction d'une tige de perçage, qui est abandonnée dans la masse du trou de coulée entre deux coulées successives, et qui comporte un affût monté à l'extrémité libre d'un bras porteur, un instrument de percussion déplaçable le long dudit affût sous l'action d'un moteur, un dispositif d'accouplement de la tige de perçage à l'instrument de percussion, un moyen de guidage et de support de la tige de perçage prévu à l'extrémité avant de l'affût, ainsi qu'un moyen permettant à l'affût (18) de prendre appui sur la paroi (10) du four lors de l'extraction, caractérisée en ce que l'élément d'appui fait partie d'un support (40) solidaire de l'extrémité libre du bras porteur, l'affût (18) étant suspendu moyennant des glissières (42), de façon coulissante au support (40) et relié à celui-ci par l'intermédiaire d'un vérin hydraulique (44) dont l'action provoque une translation de l'affût (18) par rapport au support (40) et au bras porteur.

2. Machine selon la revendication 1, caractérisée par une butée (48) (50) (52) prévue sur l'affût (18) pour limiter l'avance de l'instrument de percussion le long de l'affût (18).

3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'emplacement de la butée (48) (50) (52) sur l'affût (18) est ajustable.

4. Machine selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que ladite butée (50) est conçue de manière à servir d'appui au dispositif d'accouplement.

5. Machine selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que la butée (52) est conçue sous forme d'entonnoir servant de guidage et de support à la tige de perçage.

6. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens servant d'appui à l'affût (18) sont un élément d'appui mâle et un élément d'appui femelle (32) prévus respectivement sur la paroi (10) du four et sur l'affût (18) ou vice-versa.