Traitement en cours

Veuillez attendre...

Paramétrages

Paramétrages

Aller à Demande

1. WO2001079566 - DISPOSITIF DE RACCORDEMENT POUR RACCORDER UNE POCHE METALLURGIQUE A UN RESEAU D'ALIMENTATION

Note: Texte fondé sur des processus automatiques de reconnaissance optique de caractères. Seule la version PDF a une valeur juridique

[ FR ]

Dispositif de raccordement pour raccorder une poche
métallurgique à un réseau d'alimentation

Introduction

La présente invention concerne un dispositif de raccordement pour raccorder une poche métallurgique à un réseau d'alimentation.

Etat de la technique

Un tel dispositif de raccordement est décrit dans le document EP-A-0 320 841. Il permet de raccorder une poche métallurgique à un réseau de gaz lorsqu'elle est placée sur un chariot métallurgique, afin de traiter le métal en fusion contenu dans la poche lors de son transport. Dans le chariot est installée une première tête de raccordement pourvue d'un élément mâle traversé par un passage communiquant avec le réseau de gaz. Cet élément mâle est en forme de cône avec un sommet arrondi dirigé vers le haut. La poche métallurgique est munie d'une deuxième tête de raccordement dans laquelle est monté un élément femelle en forme de cuvette conique ouverte vers le bas, les formes coniques de l'élément mâle et femelle étant complémentaires. Lors de la pose de la poche sur le chariot, on présente la poche de sorte que la deuxième tête de raccordement soit à la verticale de la première tête de raccordement, et on abaisse la poche. L'accouplement des têtes de raccordement ainsi réalisé entraîne l'engagement de l'élément femelle sur l'élément mâle, et donc le raccordement de la poche au réseau de gaz. Ce dispositif de raccordement permet un raccordement rapide de la poche au réseau de gaz sans autre opération que la simple pose de la poche dans le chariot.
Dans certaines installations, il arrive qu'il faille amener la poche dans des stands de traitement surélevés. Dans ce cas, la poche est généralement saisie par un treuil qui l'amène et la maintient au niveau de traitement souhaité, et ce pendant toute la durée du traitement. Lorsque la poche est extraite du chariot, elle se trouve déconnectée du réseau de gaz, alors qu'il serait souhaitable de continuer l'injection de gaz.
Pour pouvoir continuer l'injection de gaz, on pourrait prévoir dans le stand de traitement un bras qui supporterait une tête de raccordement (première tête de raccordement) avec un élément mâle identique à celui monté dans le chariot. Le bras serait installé au niveau de la tête de raccordement de la poche (deuxième tête de raccordement), lorsque la poche se trouve au niveau de traitement. La procédure pour amener la poche dans le stand de traitement consisterait alors à hisser la poche hors du chariot et jusqu'à un niveau légèrement supérieur à celui du niveau de traitement. Puis, il suffirait de procéder comme lors de la pose de la poche dans le chariot, c'est-à-dire de mettre la tête de raccordement de la poche à la verticale de la tête de raccordement portée par le bras, et enfin d'abaisser la poche pour accoupler les deux têtes de raccordement.
Toutefois, une telle possibilité n'est pas réalisable en pratique, notamment car la poche est suspendue. En effet, les oscillations de la poche induiraient d'importantes tensions dans le bras et dans la structure du stand de traitement, qui risquerait d'être déformé. De plus, des réactions violentes dans la poche génèrent des oscillations de celle-ci.

Objet de l'invention

L'objet de la présente invention est de proposer un dispositif de raccorde-ment qui permette le raccordement d'une poche métallurgique suspendue à un réseau d'alimentation. Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par un dispositif de raccordement selon la revendication 1.

Description générale de l'invention

Un dispositif de raccordement selon l'invention permet de raccorder une poche métallurgique à un réseau d'alimentation, et en particulier une poche suspendue. Ce dispositif de raccordement comprend une première tête de raccordement sur une structure de support indépendante de la poche métallurgique et connectée au réseau d'alimentation. Il comprend aussi une deuxième tête de raccordement montée sur la poche métallurgique. Les deux têtes de raccordement sont agencées de façon à pouvoir être accouplées par un mouvement descendant de la poche.
Il sera apprécié que la première tête de raccordement est munie d'un premier moyen de fixation apte à coopérer avec un deuxième moyen de fixation sur la deuxième tête de raccordement pour fixer la première tête de raccordement à la deuxième tête de raccordement lorsqu'elles sont accouplées. On appréciera en outre que la première tête de raccordement est connectée au réseau d'alimentation par une conduite flexible. On remarquera enfin que la première tête de raccordement repose sur un siège de la structure de support de façon à ce qu'elle puisse être dégagée de celui-ci par un mouvement ascendant de la poche métallurgique, respectivement un mouvement descendant du siège de la structure de support, lorsqu'elle est accrochée à la deuxième tête de raccordement.
Le dispositif de raccordement selon l'invention permet par conséquent de raccorder une poche à un réseau d'alimentation sans qu'elle repose en permanence sur un support. En effet, une fois que la poche a été abaissée sur la structure de support pour accoupler la première tête de raccordement à la deuxième tête de raccordement, et que ces deux têtes de raccordement sont fixées ensemble par les moyens de fixation, on peut dégager la poche de la structure tout en conservant un raccordement au réseau d'alimentation. En d'autres termes, la première tête de raccordement est une tête de raccordement transportable, qui permet le raccordement à un réseau d'alimentation d'une poche qui ne repose pas sur un support. Un tel dispositif de raccordement se prête bien au raccordement d'une poche à un réseau de gaz lorsque la poche est placée dans un stand de traitement surélevé. Comme la poche n'est solidaire d'aucune structure fixe du stand de traitement, il n'y a pas de risques de déformation de ce dernier.
De préférence, la première tête de raccordement présente une extrémité inférieure qui est reçue sur le siège de la structure de support lorsque la première tête de raccordement y repose. Cette extrémité inférieure et le siège ont avantageusement des formes coniques complémentaires, ce qui permet d'assurer un centrage automatique lors de la pose de la première tête de raccordement sur le support. Par exemple, l'extrémité inférieure peut être en forme de cône à sommet arrondi et dirigé vers le bas. Elle peut alors être reçue sur une surface de siège en forme de cuvette conique tournée vers le haut.

Afin de faciliter la pose de la poche sur le support, le siège est avantageusement monté dans la structure de support de sorte à avoir deux degrés de liberté dans un plan perpendiculaire à la direction d'accouplement.
La pose de la poche sur la structure de support est effectuée, soit pour accoupler la deuxième tête de raccordement à la première tête de raccordement, soit pour reposer une poche raccordée au réseau par l'intermédiaire de la première tête de raccordement sur la structure de support. Si la structure de support est montée sur un chariot, la pose de la poche sur la structure de support se fait naturellement en posant la poche sur le chariot. En d'autres termes, le siège est installé dans le chariot de sorte que l'accouplement des tête de raccordement se fasse en posant la poche dans le chariot. Cela signifie également que la poche peut être reçue dans le chariot lorsque les têtes de raccordement sont accouplées. La poche peut par conséquent être raccordée en permanence au réseau par l'intermédiaire de la première tête de raccorde-ment, qu'elle soit dans le chariot ou hors de celui-ci. Toutefois, on peut également prévoir un bras de la structure de support pour porter le siège, le bras étant de préférence monté de façon à pouvoir pivoter autour d'un axe vertical et à être déplacé verticalement le long de cet axe vertical. On comprendra par conséquent que les mouvements descendants de poche visant à poser la poche sur la structure de support, pour accoupler les têtes de raccordement ou reposer la première tête de raccordement sur son siège, peuvent être remplacés par des mouvements ascendants de ce bras mobile. D'une manière générale, si on utilise un bras mobile, tous les mouvements de poche visant à accoupler ou désaccoupler les têtes de raccordement, ou encore à reposer la première tête de raccordement sur son siège, peuvent être remplacés par des mouvements de bras.

Selon un mode de réalisation préféré, l'élément mâle de la première tête de raccordement est en forme de cône à sommet arrondi et dirigé vers le haut. L'élément femelle de la deuxième tête de raccordement est alors en forme de cuvette conique plus large que ledit élément mâle et tournée vers le bas. Ces formes coniques complémentaires permettent un auto-centrage des éléments mâle et femelle lors de l'accouplement.
Avantageusement, l'élément femelle comprend un ressort et est monté dans la deuxième tête de raccordement de façon à pouvoir y coulisser dans la direction d'accouplement sous et contre l'action de ce ressort. Ce ressort permet de créer lors de l'accouplement une pression de contact entre les éléments mâle et femelle.
Selon un premier mode de réalisation, le premier moyen de fixation comprend des griffes et le deuxième moyen de fixation comprend au moins un élément en saillie. Chacune des griffes a une tête de griffe qui vient s'engager derrière l'élément en saillie, de façon à définir une position de verrouillage dans laquelle la première tête de raccordement est fixée à la deuxième tête de raccordement. Le premier moyen de fixation peut par exemple comprendre deux griffes opposées montées de façon pivotante sur la première tête de raccordement. Des ressorts de rappel permettent alors de ramener les têtes de griffes dans la position de verrouillage. La structure de support comprend alors avantageusement un moyen de commande pour écarter les griffes, de sorte à dégager les têtes de griffe de l'élément en saillie.
Selon un deuxième mode de réalisation, le premier moyen de fixation comprend un moyen de verrouillage et la structure de support comprend un moyen de commande. Le moyen de verrouillage est alors actionnable par le moyen de commande pour définir deux positions de verrouillage. Dans une première position de verrouillage, le moyen de verrouillage coopère avec le deuxième moyen de fixation pour fixer la première tête de raccordement à la deuxième tête de raccordement lorsqu'elles sont accouplées. Dans une deuxième position de verrouillage, il coopère avec au moins un élément de la structure de support pour fixer la première tête de raccordement sur son siège.

Il est ainsi possible de bloquer la première tête de raccordement sur son siège. Une telle possibilité serait en particulier intéressante lorsque la structure de support est montée dans un chariot, pour désaccoupler les têtes de raccordement et s'assurer que la première tête de raccordement reste bien en place sur son siège.

Description à l'aide des figures

D'autres particularités et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée de quelques modes de réalisation avantageux présentés ci-dessous, à titre d'illustration, en référence aux dessins annexés. Celles-ci montrent:
Fig.1 : une vue de face d'un dispositif de raccordement selon l'invention non accouplé;
Fig.2: une vue en plan d'une poche métallurgique sur un chariot métallurgique; Fig.3: une vue de dessus de la poche montrant le bras positionné pour l'accouplement des têtes de raccordement;
Fig.4: une vue en plan de la poche suspendue montrant les têtes de raccordement accouplées, la première tête de raccordement reposant sur son siège;
Fig.5: une vue en plan de la poche suspendue raccordée au réseau de gaz; Fig.6, 7, 8 et 9: différentes vues illustrant le retour de la première tête de raccordement sur son siège.
Sur les Figures, les mêmes signes de référence désignent des éléments identiques ou similaires.
Sur la Fig.1 est illustré un mode de réalisation préféré d'un dispositif de raccordement selon l'invention. Une première tête de raccordement 10 de ce dispositif repose sur un siège 12 porté par une structure de support 14. Cette première tête de raccordement 10 comprend un élément mâle 16 en forme de cône à sommet arrondi et dirigé vers le haut. Le signe de référence 18 repère une deuxième tête de raccordement du dispositif de raccordement, laquelle est montée sur une poche métallurgique 20 (voir Fig.2). La deuxième tête de raccordement 18 comprend un élément femelle 22 en forme de cuvette conique plus large que l'élément mâle 16 et tournée vers le bas. Bien que sur la Fig.1 les deux têtes de raccordement 10 et 18 ne soient pas en contact, on voit tout de même que les formes des éléments mâle 16 et femelle 22 sont complé-mentaires. On peut procéder à l'accouplement de ces deux têtes de raccordement 10 et 18 simplement en descendant la poche 20 lorsque que la deuxième tête de raccordement 18 est environ à la verticale de la première tête de raccordement 10. Ce couplage par abaissement de la poche 20 entraîne l'engagement de l'élément femelle 22 sur l'élément mâle 16, et donc le raccor-dément de la poche 20 au réseau de gaz. L'élément femelle 22 est de préférence monté .dans la deuxième tête de raccordement 18 de façon à pouvoir y coulisser selon la direction d'accouplement 24, c'est-à-dire verticalement, sous et contre l'action d'un ressort (non montré). Ce ressort crée lors de l'accouplement une pression de contact entre les éléments mâle 16 et femelle 22, ce qui permet d'avoir une connexion étanche entre ceux-ci. En effet, l'élément mâle 16 possède généralement un passage de gaz qui débouche au niveau du sommet du cône dans un passage de gaz de l'élément femelle 22 (passages de gaz non montrés).
Il sera apprécié que la première tête de raccordement 10 est munie d'un premier moyen de fixation comprenant deux griffes 26 montées sur des pivots

27 et placées en opposition sur le corps de la première tête de raccordement

10. La deuxième tête de raccordement 18 est munie d'un deuxième moyen de fixation qui est un élément en saillie 28 entourant la tête de raccordement. Ces moyens de fixation sont aptes à coopérer pour fixer la première tête de raccor-dément 10 à la deuxième tête de raccordement 18 lorsqu'elles sont accouplées. La fixation s'effectue en plaçant les griffes 26 dans une position de verrouillage dans laquelle les têtes de griffe 30 sont engagées derrière l'élément en saillie 28. Comme on le voit sur la Fig.1 , la première tête de raccordement 10 repose librement sur le siège 12 de la structure de support 14, c'est-à-dire qu'elle n'est pas solidaire de cette dernière. Cela signifie que, une fois les têtes de raccordement 10 et 18 fixées ensemble, on peut dégager la première tête de raccordement 10 du support 14 en remontant la deuxième tête de raccordement 18, 8

comme c'est le cas lors d'un mouvement ascendant de la poche 20, ou en abaissant le siège 12. La première tête de raccordement 10 peut donc être considérée comme une tête transportable. Reste à noter que cette première tête de raccordement 10 est connectée au réseau de gaz par l'intermédiaire d'une conduite flexible 32 (voir Fig.4).
Un tel dispositif de raccordement se prête particulièrement bien au raccordement de poches métallurgiques suspendues dans des stands de traitement surélevés. Dans un exemple pratique est présenté ci-dessous à l'aide des Fig.2 à 5.
La Fig.2 montre une vue en plan d'un chariot métallurgique 34 déplaçable le long d'un chemin de roulement 36. Dans le chariot 34 se trouve la poche métallurgique 20 remplie d'acier qui doit être amenée dans un stand de traitement sous vide surélevé (non représenté) situé au dessus du chariot 34. On remarquera que la deuxième tête de raccordement 18 du présent dispositif de raccordement, qui équipe la poche 20, est accouplée à un raccord 38 connecté au réseau de gaz et solidaire du chariot 34. Ce raccord 38 possède un élément mâle 40 similaire à celui de la première tête de raccordement 10 du dispositif de raccordement, ce qui permet d'assurer l'injection de gaz dans la poche 20. Ainsi, le bullage (ou "bubbling") de l'acier contenu dans la poche 20 est possible pendant le transport de la poche 20 sur le chariot 34, et tant qu'elle y reste. La partie transportable du dispositif de raccordement, c'est-à-dire la première tête de raccordement 10, n'est alors pas utilisée et repose sur le siège 12 de la structure de support 14. On notera par ailleurs que ce siège 12 est porté par un bras 42 de la structure de support 14 (voir aussi Fig.3 et 4). Ce bras 42 est monté de façon à pouvoir pivoter autour d'un poteau 44 de la structure de support 14; dans la Fig.2 le bras 42 se trouve dans une position de repos 45 (Fig.3). Un vérin 46 permet de déplacer le bras 42 verticalement le long du poteau 44; sur la Figure le bras 42 est à un niveau bas.
La procédure pour amener la poche 20 dans le stand de traitement est la suivante. Tout d'abord, la poche 20 est saisie par un crochet 48 (Fig.2) relié à un treuil et est hissée hors du chariot 34 jusqu'à un niveau de traitement. La deuxième tête de raccordement 18 se retrouve par conséquent désaccouplée du raccord 38 du chariot 34 et la poche 20 n'est plus alimentée en gaz.
Puis, comme montré sur la Fig.3, on fait pivoter le bras 42 selon la flèche en traits mixtes de sorte que la première tête de raccordement 10 se trouve environ à la verticale de la deuxième tête de raccordement 18, juste sous celle-ci. Il est clair que dans cette manoeuvre le bras 42 se trouve au niveau bas, comme sur la Fig.2, pour que le haut de la première tête de raccordement 10 soit au dessous du bas de la deuxième tête de raccordement 18.
Ensuite, on monte le bras 42 (tige du vérin sortie sur la Fig.4) pour accou-pler la première tête de raccordement 10 à la deuxième tête de raccordement

18. Cela permet l'engagement de l'élément femelle 22 sur l'élément mâle 16, et le raccordement de la poche 20 au réseau de gaz. Le résultat obtenu est montré sur la Fig.4. Les deux têtes de raccordement 10 et 18 sont ensuite fixées ensemble par l'intermédiaire des moyens de fixation, puis le bras 42 est abaissé au niveau bas et ramené dans sa position de repos 45. Puisque la première tête de raccordement 10 n'est pas solidaire de son siège 12, elle se laisse facilement dégager de celui-ci lorsqu'on abaisse le bras 42. Cette configuration est illustrée sur la Fig.5 qui montre la poche 20 au niveau de traitement (dans le stand de traitement non montré). La poche 20 est raccordée au réseau de gaz sans qu'elle ne repose sur une structure de support 14. Les oscillations de la poche 20 ne sont donc pas gênantes. On notera également que sur la Fig.5 les griffes 26 sont dans la position de verrouillage.
La fixation des têtes de raccordement 10 et 18 mérite quelques précisions. En fait, les griffes 26 sont actionnables par un moyen de commande qui comprend deux vérins 50 montés sur la structure de support 14 (Fig.1). Les tiges 52 des vérins 50 sont chacune connectées à des logements coulissants 54 qui reçoivent une partie inférieure de griffe 56. Pour monter le bras 42 en vue de l'accouplement, les tiges 52 des vérins 50 doivent être sorties de sorte que les griffes 26 soient écartées, comme c'est le cas sur la Fig.1.
Comme expliqué précédemment, dans la position de verrouillage les têtes de griffe 30 sont engagées derrière l'élément en saillie 28. Cela se fait en montant le bras 42 pour comprimer le ressort de la deuxième tête de raccordement 18, ce qui entraîne également la rentrée de l'élément femelle 22 dans cette dernière. Par conséquent, les têtes de griffe 30 sont élevées à un niveau supérieur à celui de l'élément en saillie 28. Ainsi, lorsqu'on actionne les vérins 50 pour que leurs tiges 52 se rétractent, les têtes de griffe 30 se trouvent plaquées contre la deuxième tête de raccordement 18, juste au-dessus de l'élément en saillie 28. Ce n'est que lorsqu'on abaisse le bras 42 pour dégager la première tête de raccordement 10 du siège 12 que la charge sur le ressort est réduite et que les têtes de griffe 30 descendent pour s'engager derrière l'élément en saillie 28. Reste à noter la présence de deux ressorts de rappel 58 qui ramènent les griffes 26 vers la position de verrouillage.
Les Figures 6 à 9 montrent la pose de la première tête de raccordement 10, transportable, sur le siège 12 de la structure de support 14 à la fin du traitement dans le stand. On remarquera alors la forme de l'extrémité inférieure 60 de la première tête de raccordement 10 qui est reçue sur une surface de siège 62 de forme complémentaire. Cette extrémité inférieure 60 est en forme de cône à sommet arrondi et dirigé vers le bas. La surface de siège 62 quant à elle est en forme de cuvette conique tournée vers le haut. Ces formes permettent un centrage automatique de la première tête de raccordement 10 sur le siège 12. On notera également que le siège 12 est de préférence monté entre deux ressorts (non montrés) dans un logement 63 du bras 42, où il peut par conséquent se déplacer selon l'axe 64, c'est-à-dire dans une direction perpendiculaire à la direction d'accouplement 24. Ce logement est par ailleurs monté sur le bras 42 de sorte à pouvoir pivoter autour de l'axe 66. Ces deux axes 64 et 66 confèrent au siège 12 deux degrés de liberté, qui facilitent l'alignement.

Avant de poser la première tête de raccordement 10 on pivote le bras 42 pour amener le siège 12 environ à la verticale de celle-ci. Puis on élève le bras pour poser la première tête de raccordement 10 sur le siège 12. Sur la Fig.6, la première tête de raccordement 10 est légèrement décalée par rapport à la direction d'accouplement 24 et au centre du siège 12. En montant encore le bras 42, l'extrémité inférieure touche la surface de siège, comme illustré sur la Fig.7. En continuant à monter le bras 42, on voit sur la Fig.8 que la première 11

tête de raccordement 10 se positionne automatiquement correctement sur le siège 12. Dans la Fig.9, les griffes 26 ont été écartées de la position de verrouillage et le bras 42 a été redescendu au niveau bas. Pour dégager les têtes de griffe 30 de derrière l'élément en saillie 28 on aura à nouveau veillé à comprimer le ressort de la deuxième tête de raccordement 18. Le bras 42 est ensuite ramené dans sa position de repos 45 et la poche 20 est posée sur le chariot. La configuration est donc similaire à celle de la Fig.2.
Il est clair que les mouvements visant à accoupler ou séparer les têtes de raccordement 10 et 18, ou bien à poser ou dégager la première tête de raccor-dément 10 de son siège 12 peuvent être réalisés, soit en bougeant la poche 20, soit en bougeant le bras 42 (comme dans cet exemple).
On pourrait aussi envisager dans un autre mode de réalisation de monter le dispositif de raccordement sur un chariot métallurgique. Le siège serait donc logé à la surface du chariot et une structure de support avec un bras mobile serait inutile. Il est clair que dans un tel cas toutes les opérations d'accouplement se feraient en déplaçant la poche.