EP0379018A2 - Procédé et dispositif d'ouverture du trou de coulée d'un four à cuve - Google Patents

Procédé et dispositif d'ouverture du trou de coulée d'un four à cuve Download PDF

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EP0379018A2
EP0379018A2 EP90100267A EP90100267A EP0379018A2 EP 0379018 A2 EP0379018 A2 EP 0379018A2 EP 90100267 A EP90100267 A EP 90100267A EP 90100267 A EP90100267 A EP 90100267A EP 0379018 A2 EP0379018 A2 EP 0379018A2
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EP
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rod
clamp
working tool
carriage
mount
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EP90100267A
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EP0379018A3 (fr
Inventor
Jean Metz
Pierre Mailliet
Henri Radoux
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Paul Wurth SA
Original Assignee
Paul Wurth SA
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    • 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 method of opening the taphole of a shaft furnace by extracting a rod retained in the hardened plugging mass of the taphole using a drilling machine comprising a drilling tool. work with a coupling means at the free end of the rod, movable along a mount which rests on the wall of the oven.
  • the invention also relates to a device for implementing this method.
  • the working tool generally comprises a powerful pneumatic striker.
  • a striker has the drawback that it imposes significant stresses on the equipment, in particular on its coupling device with the rod, which, as a result, is subject to rapid wear and the need for replacement. frequent.
  • a pneumatic striker has the disadvantage of being very noisy.
  • the object of the present invention is to provide a method and a device which make it possible to avoid the above drawbacks and to extract the rod completely using a hydraulic cylinder.
  • the method proposed by the present invention is characterized in that, after having engaged the coupling means on the free end of the rod, the latter is grasped using a forceps which can be moved longitudinally under the action of a hydraulic cylinder, in that the rod is removed with a length corresponding to the stroke of the cylinder and in that this operation is repeated until the rod is completely extracted from the hole casting.
  • the device for implementing this method is characterized by a clamp mounted at the front end of the mount, in axial alignment with the coupling device and movable longitudinally relative to the mount under the action of a hydraulic cylinder mounted thereon.
  • the clamp has an axial channel for the passage of the rod and two symmetrical jaws displaceable obliquely with respect to said channel in the direction of an enlargement or a narrowing thereof.
  • each of the jaws is actuated by the hydraulic fluid of said jack which urges them in the direction of narrowing of said channel and by a spring in the opposite direction.
  • each of the jaws is subjected to the action of a spring which urges them in the direction of a narrowing of said channel.
  • the working tool is slidably mounted on a carriage which is, in turn, slidably mounted on the carriage.
  • FIGS 1 to 8 schematically show a machine designed to open a tap hole of a shaft furnace 20, either by conventional drilling, or, as shown in the figures, by extraction of a rod 22 blocked in the plugging mass hardened 24.
  • the machine comprises a mount 26 carried at the end of a support arm 28, pivoting around a console between the operative position shown in the figures and a garage position away from the tap hole.
  • a working tool 30 is mounted slidingly on a mobile carriage 32, supported, in turn, slidingly on the carriage 26.
  • the reference 34 represents an articulated pipe ensuring the supply of pneumatic or hydraulic fluid to the working tool 30, while by allowing its longitudinal movements along the carriage 26.
  • a means 36 for coupling this tool 30 to the free end of the rod 22 is preferably of the type described in the French patent. No 2520857.
  • the front part of the carriage 32 is designed in the form of a support 38 for the rod 22, when it is only supported by the coupling means 36, as is the case in the position according to FIG. 8.
  • a support 40 which is in contact with the wall of the furnace, to absorb the feedback forces during the extraction of the rod.
  • a hydraulic cylinder 42 At the front of the carriage 26 is, moreover, a hydraulic cylinder 42 whose rod 44 is movable in the longitudinal direction of the carriage 26.
  • a clamp 46 At the end of the piston rod 44 is a clamp 46 , making it possible to grasp the piercing rod 22 and which is represented in two embodiments, in two horizontal sections, in FIGS. 9 and 10.
  • the clamp 46 consists of two symmetrical lateral jaws, only one of which is shown respectively in 48 and 50 in FIGS. 9 and 10.
  • Each of the jaws 48 and 50 consists essentially of a jaw 52 mounted at the end a sliding rod 54, held and guided in a chamber 60 of a support block 56 which forms a unit with the corresponding symmetrical block of the second opposite jaw, not shown.
  • Each of the blocks 56 defines with its half not shown a channel 58 allowing the passage of the rod 22, the part on the right in Figures 9 and 10 is engaged in the taphole of the oven not shown in these figures.
  • the jaws 52 can be displaced obliquely with respect to the rod 22 so as to be made integral with the latter by penetration of an internal acute edge 52a into the surface of the rod 22 or to be released therefrom by removing the jaw and penetrating their rod 54 into the chambers 60.
  • FIGS. 9 and 10 are distinguished from each other only by the means used to actuate the jaws 52 with a view to pinching the rod 22.
  • the rod 54 of the jaw 52 is subjected to the action of a double helical spring 62 which acts in the direction of closing the clamp 46 by pushing the jaw 52 to the right on FIG. 9. Consequently, when the clamp 46 pulls on the rod 22 under the action of the jack 42 to the left in FIG. 9 and to the right in FIG. 1, it bites into the rod by penetration of the edges 52a in the material of the rod, due to the inclination of the rods 54 relative to the direction of traction of the jack 42.
  • the clamp 46 is actuated pneumatically or hydraulically. Indeed, in this embodiment, the end of the rod 54, opposite that of the jaw 52, is integral with a piston 64.
  • a double helical spring 66 which acts in the direction d 'an opening of the clamp 46 to return the jaw 52 into the block 56.
  • the chamber 60 is connected by a line 68 to the pressure of a pneumatic or hydraulic agent which acts on the head of the piston 64 on the side opposite the spring 66 and against the action of the latter, in the direction of closing the clamp 46.
  • the pipe 68 is connected directly to the hydraulic cylinder 42, rod side 44, so that when the cylinder 42 is pressurized to pull the rod 22, this same pressure is used to close the clamp. This is very advantageous, because the closing force of the clamp 56 is the same as the pulling force on the rod 22, so that the risk of the clamp 46 sliding on the rod 22 is almost zero.
  • clamps 46 are therefore comparable to that of the coupling 36, described in more detail in French patent No 2520857, with the exception that the rod 22 must be able to pass through the clamp 46 axially over its entire length.
  • the working tool 30 is coupled to the rod 22 by closing the clamp of the coupling 36, while the jack 42 is actuated to bring in the piston rod 44.
  • This operation closes automatically the clamp 46, either under the action of the traction of the clamp on the rod 22 according to FIG. 9, or by hydraulic action according to FIG. 10.
  • the jack 42 is dimensioned so that its traction force on the rod 22 is sufficient to release it from the mass 24 of the taphole and to drive it during the retraction of the clamp towards the position in broken lines in FIG. 2.
  • the clamp drives the carriage 32 with the coupling 36 and the tool 30 backwards to the position according to FIG. 3.
  • the jack 42 is then again actuated in the opposite direction to advance the clamp 46 to the position of FIG. 4.
  • the rod 22 is held in the position according to Figure 3, while the open clamp 46 can slide relative to the rod 22.
  • the cylinder 42 is again actuated to move the clamp in the position according to Figure 5 and release the rod 22 of an additional length corresponding to the stroke of the piston rod 44.
  • the tool 30 is pushed back by the rod 22 into the position of FIG. 5, while the carriage 32 remains stationary at the same place on the lookout 26.
  • the clamp has completed its mission, the rod having completely left the mass of the tap hole.
  • the last phase consists in moving the working tool 30 to the starting position, also driving the carriage 32 from the position according to FIG. 7 to the position of FIG. 8 by hooking a stop 70 to the rear of the carriage 32.
  • the rod 22 is also completely disengaged from the clamp 46 and remains held in the support 38 of the carriage 32 while awaiting manual disengagement.

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Abstract

Le procédé d'ouverture du trou de coulée d'un four à cuve par extraction d'une tige (22) , retenue dans la masse de bouchage durcie (24) du trou de coulée consiste à engager un moyen d'accouplement (36) sur l'extrémité de la tige (22), à saisir la tige (22) à l'aide d'une pince (46) déplaçable longitudinalement par un vérin hydraulique (42), à retirer la tige (22) d'une longueur correspondant à la course du vérin (42) et à répéter cette opération jusqu'à ce que la tige soit extraite complètement du trou de coulée.

Description

  • La présente invention concerne un procédé d'ouverture du trou de coulée d'un four à cuve par extraction d'une tige retenue dans la masse de bouchage durci du trou de coulée à l'aide d'une machine de forage comprenant un outil de travail avec un moyen d'accouplement à l'extrémité libre de la tige, déplaçable le long d'un affût qui prend appui sur la paroi du four.
  • L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.
  • Pour pouvoir extraire ce genre de tige, il faut déployer une force relativement importante et, à cet effet, l'outil de travail comporte généralement un puissant percuteur pneumatique. Un tel percuteur présente toutefois l'inconvénient qu'il impose d'importantes sollicitations au matériel, notamment à son dispositif d'accouplement avec la tige, qui, de ce fait, est soumis à une usure rapide et à la néces­sité d'un remplacement fréquent. En outre, un percu­teur pneumatique présente l'inconvénient d'être très bruyant.
  • Le document EP-B2-0128432 propose, pour remédier à ces inconvénients, l'utilisation d'un puissant vérin hydraulique pour débloquer la tige de sa masse de bouchage durcie en faisant reculer l'affût avec la tige par coulissement le long du vérin. Toutefois, cette machine, outre le fait d'être assez compliquée, ne permet pas une extraction complète de la tige, mais seulement son déblocage. C'est donc l'outil de travail qui doit achever l'extraction de la tige, et, par conséquent, déployer une force relativement importante jusqu'au dégagement complet de la tige de la masse de bouchage.
  • Le but de la présente invention est de prévoir un procédé et un dispositif qui permettent d'éviter les inconvénients ci-dessus et d'extraire la tige com­plètement à l'aide d'un vérin hydraulique.
  • Pour atteindre cet objectif, le procédé proposé par la présente invention est caractérisé en ce qu'après avoir engagé le moyen d'accouplement sur l'extrémité libre de la tige, on saisit celle-ci à l'aide d'une pince déplaçable longitudinalement sous l'action d'un vérin hydraulique, en ce qu'on retire la tige d'une longueur correspondant à la course du vérin et en ce qu'on répète cette opération jusqu'à ce que la tige soit extraite complètement du trou de coulée.
  • Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé se caractérise par une pince montée à l'extrémité avant de l'affût, en alignement axial sur le dispositif d'accouplement et déplaçable longitudi­nalement par rapport à l'affût sous l'action d'un vérin hydraulique monté sur celui-ci.
  • La pince comporte un canal axial pour le passage de la tige et deux mâchoires symétriques déplaçables obliquement par rapport audit canal dans le sens d'un élargissement ou d'un rétrécissement de celui-ci.
  • Selon un mode de réalisation préféré, chacune des mâchoires est actionnée par le fluide hydraulique dudit vérin qui les sollicite dans le sens d'un rétrécissement dudit canal et par un ressort dans le sens opposé.
  • Selon un autre mode de réalisation, chacune des mâchoires est soumise à l'action d'un ressort qui les sollicite dans le sens d'un rétrécissement dudit canal.
  • L'outil de travail est monté de façon coulissante sur un chariot qui est monté, à son tour, de façon coulissante sur l'affût.
  • D'autres particularités et caractéristiques ressortiront de la description détaillée de quelques modes de réalisation avantageux, présentés ci-­dessous, à titre d'illustration, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
    • les figures 1 à 8 illustrent, par des vues latérales schématiques, les différentes phases de libération et d'extraction d'une tige d'un trou de coulée;
    • la figure 9 montre schématiquement une coupe horizontale partielle d'un premier mode de réalisa­tion d'une pince pour débloquer et retirer une tige; et
    • la figure 10 montre une coupe horizontale partielle d'un deuxième mode de réalisation d'une pince pour débloquer et retirer une tige.
  • Les figures 1 à 8 montrent schématiquement une machine conçue pour ouvrir un trou de coulée d'un four à cuve 20, soit par forage classique, soit, comme représenté sur les figures, par extraction d'une tige 22 bloquée dans la masse de bouchage durcie 24. La machine comporte un affût 26 porté à l'extrémité d'un bras de support 28, pivotant autour d'une console entre la position opérative représentée sur les figures et une position de garage à l'écart du trou de coulée. Un outil de travail 30 est monté de façon coulissante sur un chariot mobile 32, sup­porté, à son tour, de façon coulissante, sur l'affût 26. La référence 34 représente une conduite arti­culée assurant l'alimentation en fluide pneumatique ou hydraulique de l'outil de travail 30, tout en per­mettant ses mouvements longitudinaux le long de l'affût 26.
  • A l'avant de l'outil de travail 30 se trouve un moyen 36 d'accouplement de cet outil 30 à l'extrémité libre de la tige 22. Ce moyen d'accouplement est, de préférence, du genre décrit dans le brevet français No 2520857.
  • La partie avant du chariot 32 est conçue sous forme de support 38 de la tige 22, lorsqu'elle n'est soutenue que par le moyen d'accouplement 36, comme c'est le cas dans la position selon la figure 8.
  • A l'extrémité avant de l'affût 26 se trouve un appui 40 qui est en contact avec la paroi du four, pour absorber les forces de contre-réaction lors de l'extraction de la tige.
  • A l'avant de l'affût 26 se trouve, par ailleurs, un vérin hydraulique 42 dont la tige 44 est déplaçable dans le sens longitudinal de l'affût 26. A l'extrémité de la tige de piston 44 se trouve une pince 46, permettant de saisir la tige de perçage 22 et qui est représentée dans deux modes de réalisa­tion, en deux coupes horizontales, sur les figures 9 et 10. Dans chacun des deux modes de réalisation, la pince 46 est constituée de deux mâchoires latérales symétriques, dont une seule est représentée respec­tivement en 48 et 50 sur les figures 9 et 10.
  • Chacune des mâchoires 48 et 50 est constituée essentiellement d'un mors 52 monté à l'extrémité d'une tige coulissante 54, maintenue et guidée dans une chambre 60 d'un bloc de support 56 qui forme une unité avec le bloc correspondant symétrique de la deuxième mâchoire opposée, non représentée. Chacun des blocs 56 définit avec sa moitié non représentée un canal 58 permettant le passage de la tige 22, dont la partie à droite sur les figures 9 et 10 est engagée dans le trou de coulée du four non représenté sur ces figures.
  • Comme représenté sur les figures 9 et 10, les mors 52 sont déplaçables obliquement par rapport à la tige 22 pour être rendus solidaires de celle-ci par pénétration d'une arête aigüe intérieure 52a dans la surface de la tige 22 ou pour en être libérés par le retrait du mors et pénétration de leur tige 54 dans les chambres 60.
  • Les deux modes de réalisation des figures 9 et 10 ne se distinguent l'un de l'autre que par les moyens mis en oeuvre pour actionner les mors 52 en vue du pincement de la tige 22.
  • Dans le mode de réalisation de la figure 9, la tige 54 du mors 52 est soumise à l'action d'un double ressort hélicoïdal 62 qui agit dans le sens de la fermeture de la pince 46 en poussant le mors 52 vers la droite sur la figure 9. Par conséquent, lorsque la pince 46 tire sur la tige 22 sous l'action du vérin 42 vers la gauche sur la figure 9 et vers la droite sur la figure 1, elle mord dans la tige par pénétration des arêtes 52a dans la matière de la tige, en raison de l'inclinaison des tiges 54 par rapport à la direction de traction du vérin 42.
  • Par contre, lorsque le vérin 42 agit dans le sens opposé sur la pince 46, c'est-à-dire vers la droite sur la figure 9, les mors 52 sont enfoncés contre l'action de leurs ressorts 62 et les arêtes 52a glis­sent sur la surface de la tige 22.
  • Dans le mode de réalisation de la figure 10, la pince 46 est actionnée par voie pneumatique ou hydraulique. En effet, dans ce mode de réalisation, l'extrémité de la tige 54, opposée à celle du mors 52, est solidaire d'un piston 64. Autour de la tige 52 se trouve un double ressort hélicoïdal 66 qui agit dans le sens d'une ouverture de la pince 46 pour rentrer le mors 52 dans le bloc 56. La chambre 60 est reliée par une conduite 68 à la pression d'un agent pneumatique ou hydraulique qui agit sur la tête du piston 64 du côté opposé au ressort 66 et contre l'action de celui-ci, dans le sens de la fermeture de la pince 46. Selon un mode de réalisation avan­tageux, la conduite 68 est reliée directement au vérin hydraulique 42, côté tige 44, de sorte que lorsque le vérin 42 est mis sous pression pour tirer sur la tige 22, cette même pression est utilisée pour fermer la pince. Ceci est très avantageux, car la force de fermeture de la pince 56 est la même que la force de traction sur la tige 22, de sorte que le risque de glissement de la pince 46 sur la tige 22 est quasiment nul.
  • Le fonctionnement des pinces 46 est donc compa­rable à celui de l'accouplement 36, décrit plus en détail dans le brevet français No 2520857, à l'exception du fait que la tige 22 doit pouvoir traverser la pince 46 axialement sur toute sa longueur.
  • On va maintenant décrire l'opération d'extraction d'une tige 22 à l'aide de la machine décrite ci-­ dessous. Après que la machine a été placée dans la position opérative selon la figure 1, le vérin 42 est actionné pour dégager la tige 44 et engager la pince 46 sur la tige 22, jusque dans la position repré­sentée en traits interrompus. En même temps, l'outil de travail est avancé de façon connue en soi, par exemple à l'aide d'une chaîne de traction sans fin non représentée. A partir du moment où l'accouplement 36 vient au contact du support frontal 38 du chariot 32, celui-ci est également entrainé en direction du four 20 jusque dans la position de la figure 2, selon laquelle l'extrémité libre de la tige 22 pénètre dans l'accouplement 36 et peut être saisie par celui-ci. Dans cette position, selon la figure 2, l'outil de travail 30 est accouplé à la tige 22 par fermeture de la pince de l'accouplement 36, tandis que le vérin 42 est actionné pour faire rentrer la tige de piston 44. Cette opération ferme automatiquement la pince 46, soit sous l'action de la traction de la pince sur la tige 22 selon la figure 9, soit par action hydraulique selon la figure 10. Le vérin 42 est dimensionné de manière que sa force de traction sur la tige 22 soit suffisante pour la débloquer de la masse 24 du trou de coulée et l'entraîner lors du recul de la pince vers la posi­tion en traits interrompus sur la figure 2. Lors de ce mouvement, la pince entraîne le chariot 32 avec l'accouplement 36 et l'outil 30 vers l'arrière jusque dans la position selon la figure 3.
  • Le vérin 42 est alors à nouveau actionné dans le sens inverse pour faire avancer la pince 46 jusque dans la position de la figure 4. Lors de ce mouve­ment, la tige 22 est maintenue dans la position selon la figure 3, alors que la pince ouverte 46 peut glisser par rapport à la tige 22. Arrivé dans la position de la figure 4, le vérin 42 est à nouveau actionné pour déplacer la pince dans la position selon la figure 5 et dégager la tige 22 d'une longueur supplémentaire correspondant à la course de la tige de piston 44. Lors de ce recul de la pince, l'outil 30 est repoussé par la tige 22 jusque dans la position de la figure 5, alors que le chariot 32 reste immobile au même endroit de l'affût 26.
  • Dans cette position de la figure 5, après deux phases de traction sur la tige 22, celle-ci n'est toujours pas complètement sortie, de sorte que le vérin 42 est actionné pour effectuer un troisième aller-retour correspondant aux figures 6 et 7 pour extraire complètement la tige 22 comme l'indique la figure 7. Lors de cette dernière traction, l'outil de travail 30 est repoussé par la tige 22 d'une longueur correspondante vers la position de la figure 7, alors que le chariot 32 reste toujours en place.
  • Dans la position selon la figure 7, la pince a terminé sa mission, la tige ayant complètement quitté la masse du trou de coulée. La dernière phase con­siste à déplacer l'outil de travail 30 jusqu'à la position de départ en entrainant également le chariot 32 de la position selon la figure 7 jusque dans la position de la figure 8 par accrochage d'une butée 70 à l'arrière du chariot 32. Dans la position de la figure 8, la tige 22 est également complètement dégagée de la pince 46 et reste maintenue dans le support 38 du chariot 32 en attendant un dégagement manuel.

Claims (6)

1. Procédé d'ouverture du trou de coulée d'un four à cuve par extraction d'une tige (22), retenue dans la masse de bouchage durcie (24) du trou de coulée, à l'aide d'une machine de forage, comprenant un outil de travail (30) avec un moyen d'accouplement (36) à l'extrémité libre de la tige (22) et déplaçable le long d'un affût (26) qui prend appui sur la paroi du four (20),caractérisé en ce qu'après avoir engagé le moyen d'accouplement (36) sur l'extrémité de la tige (22), on saisit la tige (22) à l'aide d'une pince (46) déplaçable longitudinalement par un vérin hydraulique (42), en ce qu'on retire la tige (22) d'une longueur correspondant à la course du vérin (42) et en ce qu'on répète cette opération jusqu'à ce que la tige soit extraite complètement du trou de coulée.
2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant un affût (26), un outil de travail (30) déplaçable le long de cet affût (26) et un dispositif (36) d'accouplement de l'outil de travail (30) à l'extrémité d'une tige (22), caractérisé par une pince (46) montée à l'extrémité avant de l'affût (26) en alignement axial sur le dispositif d'accouplement (36) et déplaçable longitudinalement par rapport à l'affût (26) sous l'action d'un vérin hydraulique (42) monté sur celui-­ci.
3. Dispositif selon la revendication 2, carac­térisé en ce que ladite pince (46) comporte un canal axial (58) pour le passage de la tige (22) et deux mâchoires symétriques déplaçables obliquement par rapport audit canal (58) dans le sens d'un élargissement ou d'un rétrécissement de celui-ci.
4. Dispositif selon la revendication 3, carac­térisé en ce que chacune des mâchoires est actionnée par le fluide hydraulique dudit vérin (42) qui les sollicite dans le sens d'un rétrécissement dudit canal (58) et par un ressort (66) dans le sens opposé.
5. Dispositif selon la revendication 3, carac­térisé en ce que chacune des mâchoires est soumise à l'action d'un ressort (62) qui les sollicite dans le sens d'un rétrécissement dudit canal (58).
6. Dispositif selon la revendication 2, carac­térisé en ce que l'outil de travail (30) est monté de façon coulissante sur un chariot (32) qui est monté, à son tour, de façon coulissante, sur l'affût (26).
EP19900100267 1989-01-16 1990-01-08 Procédé et dispositif d'ouverture du trou de coulée d'un four à cuve Withdrawn EP0379018A3 (fr)

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