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"Appareil de manutention automatique d'un tube de coulée."
La présente invention a pour objet un appareil de manutention pour la pose, le renouvellement et l'entretien automatique d'un tube ou busette de coulée qui, d'une part, est destinée à être associée verticalement au fond d'un récipient sidérurgique obturable, en particulier répartiteur ou poche de coulée continue pour brames, billettes, blooms et, d'autre part, a une longueur supérieure à la distance séparant ledit récipient du moule ou lingotière dans lequel le métal en fusion est coulé et ce, sans modification de cette distance notamment par relèvement du récipient sidérurgique.
On sait que les tubes de coulée conduisant le métal en fusion du répartiteur ou de la poche de coulée continue dans un moule ou une lingotière sont soumis à des contraintes telles que leur durée d'utilisation est très courte, ce qui, d'une part, limite le temps de coulée et risque de perturber cette dernière et, d'autre part, nécessite des remplacements fréquents qui doivent s'effectuer, vu les espaces disponibles à l'endroit de coulée et les températures qui y règnent, dans des conditions extrêmement difficiles.
Actuellement, ces remplacements de tubes de coulée s'effectuent manuellement, avec une assistance mécanique éventuelle, ce qui présente divers inconvénients, à savoir : présence de plusieurs opérateurs dont le travail est rendu pénible par le temps requis pour la préparation aux manoeuvres, par l'exiguité des lieux et par le poids des pièces à manipuler et ce, en zone où la température est élevée et qui est rendue particulièrement dangereuse par la proximité de l'acier en fusion ; obligation de relever le répartiteur afin de disposer d'un espace suffisant pour le dégagement et la pose des tubes de coulée ; risque
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sérieux d'endommager, par choc, les tubes au cours de leur manipulation.
Il est difficile de remédier à ces inconvénients en automatisant les opérations de changement de tubes de coulée à l'aide de robots traditionnels.
En effet, leur utilisation est exclue principalement du fait de la configuration de l'espace disponible pour la manoeuvre des tubes de coulée, mais aussi à cause des changements de position, en cours de coulée, du répartiteur et de son tube de coulée et des conditions extrêmes de température dans lesquelles lesdits robots devraient évoluer.
L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de procurer un appareil de manutention de construction compacte capable d'évoluer, avec précision et sans à-coup, dans des endroits exigus avec une charge élevée que représente un tube de coulée et ce, sans nécessiter le relevage du répartiteur de coulée pour le changement du tube de coulée.
Cet appareil, dont la longévité et la fiabilité sont assurées grâce au nombre réduit de ses éléments soumis aux températures élevées, offre l'avantage, d'une part, de pouvoir être commandé, à l'écart de la zone dangereuse, par un seul opérateur et, d'autre part, d'assurer une vitesse d'exécution telle que la coulée de l'acier n'est pas perturbée de façon sensible et que l'éventuelle présence de deux tubes de coulée dans le bain d'acier, qui peut nuire à la qualité de l'acier obtenu, est extrêmement réduite.
A cet effet, suivant l'invention, ledit appareil de manutention comprend un rail horizontal fixe par rapport au récipient précité et au moines -- ensemble de manutention, supporté par ce rail de manière à pouvoir être déplacé le long de ce dernier, comprenant un bras d'axe horizontal agencé pour, d'une part, pouvoir s'insérer, sur une partie de sa longueur, dans l'espace subsistant entre le récipient et le moule susdits pour atteindre le tube de coulée et, d'autre part, se mouvoir suivant au moins une direction verticale, ce bras portant, à son extrémité destinée à coopérer avec ledit tube de coulée, une pince dont
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au moins une des branches, qui sont agencées pour pouvoir prendre appui sur la surface latérale du tube pour enserrer ce dernier, est mobile,
des moyens étant agencés sur ledit bras pour entraîner la pince en rotation autour d'un axe horizontal parallèle à l'axe du bras ou confondu avec ce dernier, ledit appareil de manutention comprenant des moyens d'entraînement et de commande agencés pour déplacer, en synchronisme, l'ensemble susdit le long du rail, le bras suivant la direction verticale précitée ainsi que la pince autour de l'axe de rotation susdit afin, d'une part, de séparer le tube de coulée du récipient ou le fixer sur ce dernier en position sensiblement verticale et, d'autre part, soit dégager ledit tube de l'espace précité en le faisant passer de cette position verticale à une position sensiblement horizontale de dégagement, soit introduire ledit tube dans cet espace en le faisant passer d'une position d'introduction sensiblement horizontale à une position sensiblement verticale.
Suivant un mode de réalisation avantageux de l'appareil suivant l'invention, le bras susdit est agencé de manière à se déplacer suivant la direction verticale susdite et suivant une direction parallèle à l'axe de rotation horizontal précité de la pince.
Suivant une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'appareil suivant l'invention, le bras susdit est agencé de manière à se déplacer suivant la direction verticale susdite, suivant une direction parallèle à l'axe de rotation horizontal précité de la pince et autour d'un axe de rotation, situé à proximité de son extrémité opposée à la pince précitée, qui est perpendiculaire à l'axe de rotation de cette pince.
D'autres détails de particularités de l'invention ressortiront de la description des dessins annexés au présent mémoire et qui représentent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation particulières de l'appareil de manutention suivant l'invention.
La figure 1 est une vue schématique, en élévation,
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montrant l'appareil de manutention suivant l'invention qui est associé à un répartiteur et à un moule de coulée et qui comporte un ensemble de manutention unique.
La figure 2 est une vue schématique en perspective, de l'appareil représenté aux figures 1 et 2 qui met en évidence les mouvements qui peuvent être effectués par les divers éléments constituant l'appareil de manutention.
La figure 3 est une vue analogue à la figure 2 et montre une variante de l'appareil illustré à cette dernière.
La figure 4 est une vue analogue à la figure 2 et illustre une autre variante dudit appareil représenté à la figure 2.
La figure 5 est une vue en élévation, avec brisures partielles, qui montre des détails de construction de l'appareil de manutention qui est représenté à la figure 4.
La figure 6 est une vue analogue à la figure 1 et montre un appareil de manutention pourvu de deux ensembles de manutention.
Dans les différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques ou analogues.
L'appareil de manutention suivant l'invention et illustré aux dessins est destiné à la pose, au renouvellement et à l'entretien automatique d'un tube ou busette de coulée 1 qui est prévue pour être associée verticalement au fond 2 d'un récipient sidérurgique 3 obturable par une quenouille 4, tel que répartiteur ou poche de coulée continue pour brames, billettes, blooms, ce tube 1 ayant une longueur supérieure à la distance 5 séparant le récipient 3 du moule ou lingotière 6 dans lequel le métal en fusion est coulé, cette manutention s'effectuant sans modification de cette distance 5 notamment par relèvement du récipient sidérurgique 3.
Cet appareil comprend un rail horizontal 7 fixe par rapport au récipient 3 précité et de préférence fixé au support de ce dernier pour, d'une part, l'accompagner dans les mouvements éventuels et, d'autre part, éviter que les éléments de l'appareil soient soumis à de brusques écarts de température.
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Dans la forme de réalisation la plus simple de l'appareil, telle que représentée aux figures 1 et 2, celui-ci comprend un seul ensemble de manutention 8 qui est supporté par le rail 7 afin de pouvoir être déplacé le long de ce dernier suivant une direction horizontale 9.
Cet ensemble 8 comprend un bras 10, d'axe horizontal 14 agencé pour, d'une part, pouvoir s'insérer sur une partie de sa longueur, dans l'espace 15 subsistant entre le récipient 3 et le moule 6 pour atteindre le tube de coulée 1 et, d'autre part, se mouvoir suivant une direction verticale 11. Ce bras 10 porte, à son extrémité 12 destinée à coopérer avec ledit tube de coulée 1. une pince 13 dont au moins une des branches 13'et 13'', qui sont agencées pour pouvoir prendre appui sur la surface latérale du tube 1 pour enserrer ce dernier, est mobile.
Des moyens de guidage 16 sont agencés sur ce bras pour que la pince 13 puisse être entraînée en rotation autour d'un axe horizontal confondu avec l'axe 14 du bras, ledit appareil de manutention comprenant des moyens d'entraînement et de commande 17 qui seront décrits ci-après et qui sont agencés pour ouvrir et fermer la pince 13 et pour déplacer, en synchronisme, l'ensemble 8 le long du rail 7, le bras 10 suivant la direction verticale 11 ainsi que la pince 13 autour de l'axe de rotation 14 pour, d'une part, séparer le tube de coulée 1 du fond 2 du récipient 3 ou le fixer sur ce dernier en position sensiblement verticale et, d'autre part, soit dégager ledit tube 1 de l'espace 15 précité en le faisant passer de cette position verticale à une position sensiblement horizontale de dégagement,
soit introduire ledit tube 1 dans cet espace 15 en le faisant passer d'une position d'introduction sensiblement horizontale à une position sensiblement verticale de pose. Ces divers positions du tube 1, ainsi que des positions intermédiaires de celui-ci sont représentées en traits pleins et en traits interrompus à la figure 1.
Pour assurer une grande rigidité et une grande résistance à l'ensemble de manutention 8, le bras 10 susdit est avantageusement fixé, au voisinage de son extrémité 18 opposée à la pince 13 précitée, sur un montant vertical 19 associé au rail 7
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par l'intermédiaire d'un chariot 20 agencé, d'une part, pour pouvoir se déplacer le long dudit rail et, d'autre part, guider le montant 19 pour qu'il puisse se déplacer suivant la direction verticale 11 précitée.
L'appareil suivant l'invention peut indifféremment être utilisé en combinaison avec un répartiteur de coulée 3 muni ou non d'un dispositif de chargement connu en soi qui permet la présence d'un tube de coulée de réserve, qui est destiné à être mis en place sur le répartiteur par ledit dispositif lorsque le tube en service est évacué en vue de son remplacement (dispositif décrit notamment dans le brevet belge n 901.564).
L'appareil de manutention illustré aux figures 1 et 2 fonctionne de la manière exposée ci-après.
Lorsque le répartiteur de coulée 3 est dépourvu d'un dispositif de chargement et que l'on désire remplacer le tube de coulée 1 en service par un tube neuf, le bras 10 est amené, par déplacement du chariot 20 sur le rail 7, de sa position de repos B avec la pince 13 ouverte, à la position A où la pince se referme pour enserrer le tube de coulée 1. Dans cette position A, le montant 19 coulisse sur le chariot 20 suivant la direction verticale 11 susdite pour dégager le tube 1 du fond 2 du répartiteur 3. Lorsque le tube est dégagé, le mouvement du montant 19 est interrompu et le chariot 20 est entraîné sur le rail 7 vers la position C tandis que la pince est entraînée en rotation, autour de l'axe 14, pour faire passer progressivement le tube 1 de sa position verticale à sa position horizontale de dégagement qu'il atteint en C.
Dans cette dernière position, le chariot 20 s'immobilise sur le rail et la pince 13 est ouverte pour le dégagement du tube de coulée usé. Pour la pose d'un tube 1 neuf, on peut soit procéder de la manière suivante : charger le nouveau tube dans la pince en C et faire subir à ce tube un trajet inverse à celui décrit ci-dessus pour l'amener en position sur le fond 2 du répartiteur 3, soit de la manière suivante :
ramener le bras 10, pince ouverte, en B et charger le nouveau tube 1 en position horizontale, déplacer le chariot 20 de B en A, en même temps que
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la pince 13 tourne autour de l'axe 14, pour faire passer progressivement ce nouveau tube 1 de sa position horizontale initiale à une position verticale atteinte en A, immobiliser le chariot 20 sur la rail 7 et faire coulisser verticalement le montant 19 sur ledit chariot pour associer le nouveau tube 1 au fond 2 du répartiteur 3. C'est ce mode de fonctionnement qui est illustré, à la figure 1, et l'une ou l'autre variante sera choisie en fonction de la configuration des lieux.
Quand le répartiteur de coulée 3 est muni d'un dispositif de chargement (situation non illustrée aux dessins), le nouveau tube de coulée est amené, de la même manière qu'énoncée ci-dessus, en réserve dans le dispositif de chargement alors que le tube 1 à remplacer est toujours en service. Ce dispositif de chargement effectue alors le remplacement du tube en service qui est usé par le tube neuf et le bras 10 est alors amené en position pour que la pince 13 dégage et évacue le tube usé, à la place duquel un nouveau tube 1 de réserve peut être disposé.
En ce qui concerne l'entretien d'un tube de coulée 1 en service, on peut procéder de deux manières différentes, à savoir : soit dégager le tube à entretenir, de la même manière qu'un tube usé, le remplacer par un tube neuf, procéder à son entretien et l'utiliser ensuite comme un tube neuf ; soit dégager le tube à entretenir, l'amener en position horizontale de dégagement, procéder à son entretien lorsqu'il est maintenu par la pince 13 et le replacer ensuite en position verticale de fonctionnement.
L'appareil de manutention illustré à la figure 3 offre une plus grande souplesse de fonctionnement que l'appareil décrit ci-dessus tout en assurant, à la pince 13, un plus grand champ de manoeuvre. Pour ce faire, le bras 10 précité est agencé de manière à se déplacer suivant le direction verticale 11 susdite ainsi que suivant une direction 21 qui est parallèle à l'axe de rotation horizontal 14 précité de la pince 13.
L'extrémité 18 du bras opposé à la pince 13 est fixée sur un coulisseau 22 associé à une glissière horizontale 23 qui s'étend suivant une
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direction perpendiculaire au rail 7 précité et dans laquelle ledit coulisseau 22 peut se déplacer suivant la direction 21 précitée qui est parallèle à l'axe de rotation 14, cette glissière 23 étant fixée à un montant vertical 19 associé au rail 7 par l'intermédiaire d'un chariot 20 agencé, d'une part, pour pouvoir se déplacer le long dudit rail 7 et, d'autre part, guider le montant 19 pour qu'il puisse se déplacer suivant la direction verticale 11 précitée,
les moyens d'entraînement et de commande 17 susdits étant agencés pour déplacer le coulisseau 22 dans la glissière 23 conjointement aux mouvements décrits ci-dessus dans le cas de l'appareil de manutention illustré aux figures 1 et 2.
Le fonctionnement de cet appareil est semblable au fonctionnement de l'appareil montré aux figures 1 et 2, à la différence près que les mouvements de la pince 13 par rapport au répartiteur de coulée s'effectue suivant les trois directions 9, 11 et 21 plutôt que suivant les deux directions 9 et 11.
L'appareil de manutention suivant l'invention et illustré à la figure 4 offre, outre une très grande souplesse de fonctionnement, la possibilité de charger un nouveau tube dans la pince 13 et de décharger un tube usé de celle-ci totalement à l'écart du moule 6 et du répartiteur 3, c'est-à-dire en dehors de la zone dangereuse pour la manipulation. Dans ce cas, le bras 10 susdit est agencé de manière à se déplacer suivant la direction verticale 11 susdite, suivant une direction 21 parallèle à l'axe de rotation horizontal 14 de la pince 13 ainsi qu'autour d'une axe de rotation 24, situé à proximité de l'extrémité 18 du bras qui est opposée à pince 13 précitée, qui est perpendiculaire à l'axe de rotation 14 de cette pince.
L'extrémité 18 du bras 10 opposée à la pince 13 est alors fixée sur un coulisseau 22, par l'intermédiaire d'un tourillon 25 dont l'axe 24 est perpendiculaire à l'axe de rotation 14 de la pince. Ce coulisseau 22 est monté sur une glissière horizontale 23 qui s'étend suivant une direction perpendiculaire au rail 7 précité et dans laquelle ledit coulisseau peut se déplacer suivant la direction 21 qui est parallèle à l'axe de
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rotation 14.
Cette glissière 23 est fixée à un montant vertical 19 associé au rail 7, par l'intermédiaire d'un chariot 20 agencé, d'une part, pour pouvoir se déplacer le long dudit rail et, d'autre part, guider le montant 19 pour qu'il puisse se déplacer suivant la direction verticale 11 précitée, les moyens d'entraînement et de commande 17 susdits étant agencés pour faire tourner le bras 10 autour de l'axe 24 du tourillon susdit et pour déplacer le coulisseau 22 portant le tourillon 25 dans la glissière 23 précitée conjointement aux mouvements suivant les directions 9, 11 et 21 précitées.
L'appareil de manutention, suivant l'invention et illustré à la figure 6, comprend deux ensembles de manutention 8 supportés par un même rail de guidage 7. Ces ensembles sont montés sur ce dernier de manière à être situés et à évoluer de part et d'autre du récipient sidérurgique 3. Les moyens d'entraînement et de commande 17 de ces ensembles 8 sont agencés pour que ces derniers évoluent simultanément et en synchronisme de manière à ce qu'un des ensembles sépare le tube de coulée 1 à remplacer et le dégage de l'espace 15 précité pendant que l'autre ensemble introduit un nouveau tube de coulée 1 pour le disposer sur ledit récipient 3.
Cet appareil permet donc de procéder à un changement de tubes dans un laps de temps extrêmement court, ce qui permet de réduire au minimum les risques de perturbation de la coulée et de là, les risques d'altérer la qualité de l'acier obtenu.
Dans cette dernière forme de réalisation de l'appareil et compte tenu du fait que le changement et le déchargement des tubes 1 s'effectuent en dehors de la zone dangereuse, la bras 10 d'au moins l'ensemble 8 qui procède au chargement des tubes neufs est avantageusement pourvu de moyens de détection de présence et/ou de position d'un tube (moyens connus tels que détecteur laser) qui permettent d'automatiser complètement les opérations effectuées par l'appareil à partir d'un boîtier de commande, non représenté, situé à l'écart de ladite zone dangereuse et suivant des séquences prédéterminées.
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Pour des questions de fiabilité, de précision et de robustesse de l'appareil suivant l'invention, les moyens de commande et d'entraînement 17 assurant les mouvements de translation des éléments du ou des ensembles 8, suivant les directions 9, 11 et 21 sont constitués par des systèmes à pignons 28 et chaînes 27, entraînés par des moteurs électriques 29 (voir figure 5).
Les mouvements de rotation suivant les axes 14 et 24 sont également provoqués par des moteurs électriques 29, tandis que l'ouverture et la fermeture de la pince 13 sont assurées respectivement par un électro-aimant 30 et un ressort 31.
Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites et que bien des modifications peuvent être apportées à ces dernières sans sortir du cadre du présent brevet.
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"Apparatus for automatic handling of a pouring tube."
The present invention relates to a handling device for the installation, renewal and automatic maintenance of a pouring tube or nozzle which, on the one hand, is intended to be associated vertically with the bottom of a closable steel container , in particular a distributor or continuous casting ladle for slabs, billets, blooms and, on the other hand, has a length greater than the distance separating said container from the mold or ingot mold in which the molten metal is cast, without modification of this distance in particular by raising the steel container.
It is known that the pouring tubes leading the molten metal from the distributor or the continuous casting ladle into a mold or an ingot mold are subjected to constraints such that their duration of use is very short, which, on the one hand , limits the casting time and risks disturbing the latter and, on the other hand, requires frequent replacements which must be carried out, given the spaces available at the pouring location and the temperatures prevailing there, in extremely difficult.
Currently, these replacements of pouring tubes are carried out manually, with possible mechanical assistance, which has various drawbacks, namely: presence of several operators whose work is made painful by the time required for preparation for maneuvers, by the 'tightness of the premises and the weight of the parts to be handled, in areas where the temperature is high and which is made particularly dangerous by the proximity of molten steel; obligation to raise the distributor in order to have sufficient space for clearing and installing the pouring tubes; risk
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serious damage by shock to the tubes during handling.
It is difficult to remedy these drawbacks by automating the operations of changing pouring tubes using traditional robots.
Indeed, their use is excluded mainly because of the configuration of the space available for the operation of the pouring tubes, but also because of changes in position, during casting, of the distributor and its pouring tube and the extreme temperature conditions under which said robots should operate.
The object of the invention is to remedy these drawbacks and to provide a handling device of compact construction capable of moving, precisely and smoothly, in confined spaces with a high load represented by a pouring tube and this , without the need to raise the tundish for changing the pouring tube.
This device, whose longevity and reliability are assured thanks to the reduced number of its components subjected to high temperatures, offers the advantage, on the one hand, of being able to be controlled, away from the danger zone, by a single operator and, on the other hand, to ensure a speed of execution such that the casting of the steel is not significantly disturbed and that the possible presence of two pouring tubes in the steel bath, which can affect the quality of the steel obtained, is extremely reduced.
To this end, according to the invention, said handling device comprises a horizontal rail fixed relative to the aforementioned container and to the monks - handling assembly, supported by this rail so that it can be moved along the latter, comprising a horizontal axis arm arranged to, on the one hand, be able to be inserted, over part of its length, in the space remaining between the container and the aforementioned mold to reach the pouring tube and, on the other hand, move in at least one vertical direction, this arm carrying, at its end intended to cooperate with said pouring tube, a clamp whose
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at least one of the branches, which are arranged to be able to bear on the lateral surface of the tube to grip the latter, is mobile,
means being arranged on said arm for driving the gripper in rotation about a horizontal axis parallel to or coincident with the axis of the arm, said handling device comprising drive and control means arranged to move, in synchronism, the above-mentioned assembly along the rail, the arm in the above-mentioned vertical direction as well as the clamp around the above-mentioned axis of rotation in order, on the one hand, to separate the pouring tube from the container or fix it on this the latter in a substantially vertical position and, on the other hand, either disengage said tube from the aforementioned space by passing it from this vertical position to a substantially horizontal position of clearance, or introduce said tube into this space by passing it from a substantially horizontal insertion position to a substantially vertical position.
According to an advantageous embodiment of the apparatus according to the invention, the above-mentioned arm is arranged so as to move in the above-mentioned vertical direction and in a direction parallel to the above-mentioned horizontal axis of rotation of the clamp.
According to a particularly advantageous embodiment of the device according to the invention, the above-mentioned arm is arranged so as to move in the above-mentioned vertical direction, in a direction parallel to the above-mentioned horizontal axis of rotation of the clamp and around 'an axis of rotation, located near its end opposite to the aforementioned clamp, which is perpendicular to the axis of rotation of this clamp.
Other details of particular features of the invention will emerge from the description of the drawings appended to this specification and which represent, by way of non-limiting examples, particular embodiments of the handling device according to the invention.
FIG. 1 is a schematic view, in elevation,
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showing the handling device according to the invention which is associated with a distributor and a casting mold and which comprises a single handling assembly.
Figure 2 is a schematic perspective view of the apparatus shown in Figures 1 and 2 which highlights the movements that can be performed by the various elements constituting the handling device.
Figure 3 is a view similar to Figure 2 and shows a variant of the apparatus illustrated in the latter.
FIG. 4 is a view similar to FIG. 2 and illustrates another variant of said device shown in FIG. 2.
FIG. 5 is an elevation view, partially broken away, which shows construction details of the handling device which is shown in FIG. 4.
Figure 6 is a view similar to Figure 1 and shows a handling device provided with two handling assemblies.
In the various figures, the same reference notations designate identical or analogous elements.
The handling device according to the invention and illustrated in the drawings is intended for laying, renewal and automatic maintenance of a pouring tube or nozzle 1 which is intended to be associated vertically with the bottom 2 of a container steel 3 closable by a stopper 4, such as a distributor or continuous casting ladle for slabs, billets, blooms, this tube 1 having a length greater than the distance 5 separating the container 3 from the mold or ingot mold 6 in which the molten metal is poured, this handling being carried out without modifying this distance 5 in particular by raising the steel container 3.
This device comprises a horizontal rail 7 fixed relative to the aforementioned container 3 and preferably fixed to the support of the latter in order, on the one hand, to accompany it in any movements and, on the other hand, to prevent the elements of the the device are subject to sudden temperature differences.
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In the simplest embodiment of the device, as shown in Figures 1 and 2, it comprises a single handling assembly 8 which is supported by the rail 7 so that it can be moved along the latter following a horizontal direction 9.
This assembly 8 comprises an arm 10, with a horizontal axis 14, arranged so as to be able to be inserted over part of its length, in the space 15 remaining between the container 3 and the mold 6 to reach the tube. casting 1 and, on the other hand, move in a vertical direction 11. This arm 10 carries, at its end 12 intended to cooperate with said pouring tube 1. a clamp 13 including at least one of the branches 13 ′ and 13 '', which are arranged to be able to bear on the lateral surface of the tube 1 to enclose the latter, is movable.
Guide means 16 are arranged on this arm so that the clamp 13 can be rotated about a horizontal axis coincident with the axis 14 of the arm, said handling device comprising drive and control means 17 which will be described below and which are arranged to open and close the clamp 13 and to move, in synchronism, the assembly 8 along the rail 7, the arm 10 in the vertical direction 11 and the clamp 13 around the axis of rotation 14 for, on the one hand, separating the pouring tube 1 from the bottom 2 of the container 3 or fixing it on the latter in a substantially vertical position and, on the other hand, either releasing said tube 1 from the space 15 above by passing it from this vertical position to a substantially horizontal position of release,
either introduce said tube 1 into this space 15 by passing it from a substantially horizontal insertion position to a substantially vertical installation position. These various positions of the tube 1, as well as intermediate positions of the latter, are shown in solid lines and in broken lines in FIG. 1.
To ensure high rigidity and great resistance to the handling assembly 8, the aforementioned arm 10 is advantageously fixed, in the vicinity of its end 18 opposite the clamp 13 above, on a vertical upright 19 associated with the rail 7
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by means of a carriage 20 arranged, on the one hand, in order to be able to move along said rail and, on the other hand, to guide the upright 19 so that it can move in the above-mentioned vertical direction 11.
The apparatus according to the invention can equally be used in combination with a pouring distributor 3 with or without a loading device known per se which allows the presence of a reserve pouring tube, which is intended to be put in place on the distributor by said device when the tube in service is evacuated for replacement (device described in particular in Belgian Patent No. 901,564).
The handling device illustrated in Figures 1 and 2 operates as described below.
When the tundish 3 is devoid of a loading device and it is desired to replace the pouring tube 1 in service with a new tube, the arm 10 is brought, by displacement of the carriage 20 on the rail 7, to its rest position B with the clamp 13 open, in position A where the clamp closes to grip the pouring tube 1. In this position A, the upright 19 slides on the carriage 20 in the vertical direction 11 above to release the tube 1 at the bottom 2 of the distributor 3. When the tube is released, the movement of the upright 19 is interrupted and the carriage 20 is driven on the rail 7 towards position C while the clamp is driven in rotation about the axis 14, to gradually move the tube 1 from its vertical position to its horizontal release position which it reaches in C.
In this latter position, the carriage 20 comes to rest on the rail and the clamp 13 is open for the release of the used pouring tube. For the installation of a new tube 1, one can either proceed as follows: load the new tube into the C-clamp and subject this tube to a reverse path to that described above to bring it into position on the bottom 2 of the distributor 3, either as follows:
bring back the arm 10, clamp open, at B and load the new tube 1 in a horizontal position, move the carriage 20 from B to A, at the same time as
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the clamp 13 rotates around the axis 14, to gradually move this new tube 1 from its initial horizontal position to a vertical position reached at A, immobilize the carriage 20 on the rail 7 and make the upright 19 slide vertically on said carriage to associate the new tube 1 with the bottom 2 of the distributor 3. It is this operating mode which is illustrated in FIG. 1, and one or the other variant will be chosen according to the configuration of the premises.
When the tundish 3 is provided with a loading device (situation not illustrated in the drawings), the new pouring tube is brought, in the same manner as stated above, into reserve in the loading device while the tube 1 to be replaced is still in service. This loading device then performs the replacement of the tube in service which is worn by the new tube and the arm 10 is then brought into position so that the clamp 13 releases and evacuates the worn tube, in place of which a new reserve tube 1 can be arranged.
As regards the maintenance of a pouring tube 1 in service, one can proceed in two different ways, namely: either disengage the tube to be maintained, in the same way as a worn tube, replace it with a tube new, carry out its maintenance and then use it as a new tube; either disengage the tube to be maintained, bring it to the horizontal disengagement position, carry out its maintenance when it is held by the clamp 13 and then return it to the vertical operating position.
The handling device illustrated in FIG. 3 offers greater operating flexibility than the device described above while ensuring, with the clamp 13, a greater field of operation. To do this, the aforementioned arm 10 is arranged so as to move in the above-mentioned vertical direction 11 as well as in a direction 21 which is parallel to the above-mentioned horizontal axis of rotation 14 of the clamp 13.
The end 18 of the arm opposite to the clamp 13 is fixed on a slide 22 associated with a horizontal slide 23 which extends along a
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direction perpendicular to the aforementioned rail 7 and in which said slide 22 can move in the aforementioned direction 21 which is parallel to the axis of rotation 14, this slide 23 being fixed to a vertical upright 19 associated with the rail 7 by means of a carriage 20 arranged, on the one hand, to be able to move along said rail 7 and, on the other hand, to guide the upright 19 so that it can move in the above-mentioned vertical direction 11,
the above-mentioned drive and control means 17 being arranged to move the slide 22 in the slide 23 together with the movements described above in the case of the handling device illustrated in FIGS. 1 and 2.
The operation of this device is similar to the operation of the device shown in Figures 1 and 2, with the difference that the movements of the clamp 13 relative to the flow distributor takes place in the three directions 9, 11 and 21 rather only in the two directions 9 and 11.
The handling device according to the invention and illustrated in FIG. 4 offers, in addition to a very great flexibility of operation, the possibility of loading a new tube into the clamp 13 and of discharging a worn tube of the latter totally at distance from mold 6 and distributor 3, that is to say outside the danger zone for handling. In this case, the aforementioned arm 10 is arranged so as to move in the above-mentioned vertical direction 11, in a direction 21 parallel to the horizontal axis of rotation 14 of the clamp 13 as well as around an axis of rotation 24 , located near the end 18 of the arm which is opposite to the above-mentioned clamp 13, which is perpendicular to the axis of rotation 14 of this clamp.
The end 18 of the arm 10 opposite the clamp 13 is then fixed to a slide 22, by means of a pin 25 whose axis 24 is perpendicular to the axis of rotation 14 of the clamp. This slide 22 is mounted on a horizontal slide 23 which extends in a direction perpendicular to the aforementioned rail 7 and in which said slide can move in the direction 21 which is parallel to the axis of
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rotation 14.
This slide 23 is fixed to a vertical upright 19 associated with the rail 7, by means of a carriage 20 arranged, on the one hand, so as to be able to move along said rail and, on the other hand, guide the upright 19 so that it can move in the above-mentioned vertical direction 11, the aforementioned drive and control means 17 being arranged to rotate the arm 10 around the axis 24 of the aforementioned pin and to move the slide 22 carrying the pin 25 in the aforementioned slide 23 together with the movements in the directions 9, 11 and 21 above.
The handling device, according to the invention and illustrated in FIG. 6, comprises two handling assemblies 8 supported by the same guide rail 7. These assemblies are mounted on the latter so as to be located and to evolve from one side and on the other side of the steel container 3. The drive and control means 17 of these assemblies 8 are arranged so that the latter evolve simultaneously and in synchronism so that one of the assemblies separates the pouring tube 1 to be replaced and it clears the aforementioned space 15 while the other assembly introduces a new pouring tube 1 to place it on said container 3.
This device therefore makes it possible to change the tubes in an extremely short period of time, which makes it possible to minimize the risks of disturbance of the casting and from there, the risks of altering the quality of the steel obtained.
In this latter embodiment of the apparatus and taking into account the fact that the change and unloading of the tubes 1 takes place outside the danger zone, the arm 10 of at least the assembly 8 which carries out the loading of the new tubes is advantageously provided with means for detecting the presence and / or position of a tube (known means such as a laser detector) which make it possible to completely automate the operations carried out by the apparatus from a control unit, not shown, located away from said danger zone and according to predetermined sequences.
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For questions of reliability, precision and robustness of the device according to the invention, the control and drive means 17 ensuring the translational movements of the elements of the assembly or assemblies 8, in the directions 9, 11 and 21 consist of pinion systems 28 and chains 27, driven by electric motors 29 (see Figure 5).
The rotational movements along the axes 14 and 24 are also caused by electric motors 29, while the opening and closing of the clamp 13 are ensured respectively by an electromagnet 30 and a spring 31.
It should be understood that the invention is in no way limited to the embodiments described and that many modifications can be made to these without departing from the scope of this patent.