FR2694511A1 - Automatic coupling device for fixed feed circuit - for connection to a gaseous fluid circuit on a liquid metal ladle - Google Patents

Abstract

An automatic coupling device for a fixed feed circuit for a gaseous fluid circuit of a hot metal ladle. This device consists of a pendulum (5) articulated on a fixed chassis (6), one end of the pendulum has a counterweight (8) and the other is fitted with a tube (9) connected to the fixed feed circuit; a tube (9) extending in an essentially vertical direction, its upper end is provided with a pierced spherical part (13) allowing the passage of the gaseous fluid; and a female component (10,12) forming part of the circuit on the ladle and mounted on it in a manner that enables it to receive the spherical part ((13) in order to connect the two circuits. The tube (9) is fixed to the pendulum (5) by a flexible articulation allowing the tube (9) a determined angular clearance either side of the vertical. USE/ADVANTAGE - The device is used to automatically couple a fixed feed circuit to the gaseous fluid circuit of a hot metal ladle. The device allows the connection of the two gaseous fluid circuits to be made with total safety without the need for manual intervention by the operator. It is of simple and robust construction that is also resistant to the restrictive environment caused by heat and dust in such applications. It is applicable to varying industrial installations for the casting of liquid metal.

Description

La présente invention a pour objet un dispositif de raccordement automatique sur un circuit d'alimentation fixe, d'un circuit de fluide gazeux d'une poche de métal liquide, montée sur un bâti support. The present invention relates to an automatic connection device on a fixed supply circuit, of a gaseous fluid circuit of a liquid metal bag, mounted on a support frame.

On sait que dans les aciéries, certains équipements montés sur une poche d'acier liquide, nécessitent une alimentation en gaz neutre de brassage de l'acier liquide, notamment argon, lorsque la poche est sur un tourniquet, ou encore sur un chariot de transfert ou sur un poste fixe de traitement. La poche peut être soit en position d'attente, soit en position de coulée, ses équipements devant donc être raccordés à un circuit fixe d'alimentation en fluide gazeux. Jusqu'à présent le branchement des deux circuits a été exécuté de façon purement manuelle. Un tel mode opératoire expose le personnel à des conditions de sécurité non satisfaisantes : exposition à des projections de métal en fusion, accès dangereux et chaleur intense. We know that in steelworks, certain equipment mounted on a ladle of liquid steel, requires a supply of neutral gas for mixing liquid steel, in particular argon, when the ladle is on a turnstile, or even on a transfer carriage. or on a fixed processing station. The bag can be either in the standby position or in the pouring position, its equipment therefore having to be connected to a fixed circuit for supplying gaseous fluid. Up to now, the connection of the two circuits has been carried out purely manually. Such a procedure exposes personnel to unsatisfactory safety conditions: exposure to splashes of molten metal, dangerous access and intense heat.

L'invention a donc pour but de proposer un système de raccordement automatique des deux circuits afin de garantir la sécurité du personnel. The invention therefore aims to provide an automatic connection system of the two circuits to guarantee the safety of personnel.

Conformément à l'invention, le dispositif de raccordement automatique comprend a) un balancier articulé sur un châssis fixe, et dont une extrémité est équipée d'un contrepoids et l'autre extrémité est munie d'un tube relié au circuit d'alimentation fixe, b) le tube s'étendant dans une direction sensiblement verticale et ayant son extrémité supérieure pourvue d'une partie sphérique percée pour permettre le passage du fluide gazeux, c) une pièce femelle faisant partie du circuit de la poche et montée sur celle-ci, adaptée pour recevoir la partie sphérique afin d'établir le raccordement entre les deux circuits
Un tel dispositif permet donc d'exécuter le raccordement des deux circuits en toute sécurité sans l'intervention manuelle d'un opérateur.According to the invention, the automatic connection device comprises a) a pendulum articulated on a fixed frame, and one end of which is equipped with a counterweight and the other end is provided with a tube connected to the fixed supply circuit , b) the tube extending in a substantially vertical direction and having its upper end provided with a spherical part pierced to allow the passage of the gaseous fluid, c) a female part forming part of the circuit of the bag and mounted on it ci, adapted to receive the spherical part in order to establish the connection between the two circuits
Such a device therefore makes it possible to execute the connection of the two circuits in complete safety without the manual intervention of an operator.

D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif. Other features and advantages of the invention will become apparent during the description which follows, given with reference to the appended drawings which illustrate an embodiment thereof by way of nonlimiting example.

La figure 1 est une vue en élévation schématique d'une installation à tourniquet de coulée continue, avec une poche en attente et une poche en cours de coulée
La figure 2 est une vue en élévation simplifiée d'une poche de coulée et de son dispositif de raccordement automatique, visé par l'invention.Figure 1 is a schematic elevational view of a continuous casting turnstile installation, with a standby pocket and a pocket during casting
Figure 2 is a simplified elevational view of a ladle and its automatic connection device, targeted by the invention.

La figure 3 est une vue en élévation partielle, à échelle agrandie du dispositif de raccordement automatique des Fiv 1 et 2, montrant deux positions possibles du balancier et de la tige de raccordement. Figure 3 is a partial elevational view, on an enlarged scale of the automatic connection device Fiv 1 and 2, showing two possible positions of the balance and the connecting rod.

La figure 4 est une vue en coupe verticale partielle à échelle agrandie du système d'articulation, sur le balancier, de la tige du dispositif de raccordement visible à la Fig.3. Figure 4 is a partial vertical sectional view on an enlarged scale of the articulation system, on the balance, of the rod of the connection device visible in Fig.3.

L'installation métallurgique représentée à la Fiv.1 comprend un tourniquet 1, connu en soi, dont les extrémités peuvent recevoir chacune une poche 2, 3 de métal liquide, par exemple de l'acier. La poche 2 est en position d'attente tandis que la poche 3 est en position de coulée et est raccordée à un circuit fixe, non représenté, d'alimentation en fluide gazeux tel qu'un gaz neutre de brassage du métal liquide, par un dispositif de raccordement 4. The metallurgical installation shown in Fiv.1 comprises a turnstile 1, known per se, the ends of which can each receive a pocket 2, 3 of liquid metal, for example steel. The bag 2 is in the standby position while the bag 3 is in the pouring position and is connected to a fixed circuit, not shown, for supplying gaseous fluid such as a neutral gas for mixing the liquid metal, by a connection device 4.

Le dispositif de raccordement 4 peut aussi être utilisé sur un poste fixe de traitement, tel que repré senté à la Fig.2, ou la poche 3 est déposée avant d'être placée sur le tourniquet. The connection device 4 can also be used on a fixed treatment station, as shown in FIG. 2, or the pocket 3 is deposited before being placed on the turnstile.

Le dispositif 4 comprend a) un balancier 5 articulé sur un châssis fixe 6 autour d'un axe horizontal 7, et dont une extrémité est équipée d'un contrepoids 8, tandis que son autre extrémité est munie d'un tube 9 relié au circuit d'alimentation fixe par une canalisation flexible 11 (Fig.2); b) une pièce femelle 12 faisant partie du circuit de la poche 3 (ou 2), montée sur celle-ci, et adaptée pour recevoir une partie sphérique 13 constituant l'extrémité supérieure de la tige 9. Cette dernière s'étend dans une direction sensiblement verticale, avec une possibilité de débattement angulaire d'amplitude déterminée de part et d'autre de la verticale. The device 4 comprises a) a pendulum 5 articulated on a fixed frame 6 around a horizontal axis 7, and one end of which is equipped with a counterweight 8, while its other end is provided with a tube 9 connected to the circuit fixed supply by a flexible pipe 11 (Fig.2); b) a female part 12 forming part of the circuit of the bag 3 (or 2), mounted thereon, and adapted to receive a spherical part 13 constituting the upper end of the rod 9. The latter extends in a substantially vertical direction, with the possibility of angular movement of amplitude determined on either side of the vertical.

La partie sphérique 13 est une boule percée d'un passage pour le fluide gazeux, tandis que la partie femelle complémentaire 12, dans laquelle la boule 13 est destinée à venir s'engager pour établir le raccordement, peut être un cône ouvert vers le bas et prolongé par une portion supérieure sphérique 10. Un joint haute température 14, monté soit sur la boule 13 soit fixé à l'intérieur du cône 12 à un emplacement approprié, permet l'obtention de l'étanchéité nécessaire du raccordement entre la tige 9 et le cône 12. The spherical part 13 is a ball pierced with a passage for the gaseous fluid, while the complementary female part 12, in which the ball 13 is intended to engage to establish the connection, can be a cone open downwards and extended by a spherical upper portion 10. A high temperature seal 14, mounted either on the ball 13 or fixed inside the cone 12 at a suitable location, makes it possible to obtain the necessary seal for the connection between the rod 9 and the cone 12.

Le tube 9 est fixé au balancier 5 par une articulation élastique souple 15 (Fig.3 et 4), qui comprend un empilement de rondelles 16 souples et compressibles, réalisées par exemple en caoutchouc, coaxiales à la base 9a du tube 9, emboîtées les unes dans les autres et reposant sur le fond 17 d'un boîtier 18 contenant la base 9a du tube 9. Le boîtier 18 est fixé, par exemple par un joint 19 de soudure, à l'extrémité inférieure Sa du balancier 5 opposée au contrepoids 8.  The tube 9 is fixed to the balance 5 by a flexible elastic articulation 15 (FIGS. 3 and 4), which comprises a stack of flexible and compressible washers 16, made for example of rubber, coaxial with the base 9a of the tube 9, fitted together. one inside the other and resting on the bottom 17 of a housing 18 containing the base 9a of the tube 9. The housing 18 is fixed, for example by a welded joint 19, to the lower end Sa of the balance 5 opposite the counterweight 8.

Une rondelle rigide 21, coaxiale au tube 9 et solidarisée avec celui-ci par exemple par des lignes 22 de soudure, est intercalée entre la face supérieure de l'empilement des rondelles 16 et une plaque 23 de fermeture formant le couvercle du boîtier 18. Le couvercle 23 est percé d'une ouverture centrale 24 de passage de la tige 9 et est fixé à la paroi verticale 25 du boîtier 18, par exemple par des boulons 26 et des écrous 27. Audessus du couvercle 23 un chapeau conique 28 est traversé axialement par la tige 9 à laquelle il est fixé par exemple par soudage (29), ce chapeau étant destiné à éviter que des projections de métal liquide ne pénètrent dans l'ouverture 24.  A rigid washer 21, coaxial with the tube 9 and secured to it, for example by weld lines 22, is interposed between the upper face of the stack of washers 16 and a closure plate 23 forming the cover of the housing 18. The cover 23 is pierced with a central opening 24 for passage of the rod 9 and is fixed to the vertical wall 25 of the housing 18, for example by bolts 26 and nuts 27. Above the cover 23 a conical cap 28 is crossed axially by the rod 9 to which it is fixed, for example by welding (29), this cap being intended to prevent splashes of liquid metal from entering the opening 24.

Le fonctionnement de ce dispositif de raccordement découle directement de la description ci-dessus. The operation of this connection device follows directly from the above description.

En position d'attente, quand la poche n'est pas présente, le balancier 5 est dans une position légèrement inclinée, maintenu par le contrepoids 8 en appui contre une butée 61 prévue sur le châssis 6. In the standby position, when the pocket is not present, the balance 5 is in a slightly inclined position, held by the counterweight 8 in abutment against a stop 61 provided on the chassis 6.

Lors de la descente de la poche 2 ou 3 à l'en- droit voulu pour être raccordée au circuit d'alimentation en gaz neutre, si le tube 9 n'est pas aligné avec le cône 12, le système de raccordement est momentanément repoussé dans une position de recul par le cône 12 venant s'appuyer sur la boule 13 (position représentée en traits mixtes (5a, 18a, 9a', 13a) à la Fig.3). Dans cette position la boule 13a est déjà partiellement engagée dans le cône 12 constituant l'extrémité du circuit monté sur la poche 2 ou 3. Simultanément, le contrepoids 8 tend à faire basculer le balancier 5 et la tige 9 ainsi que sa boule 13, celle-ci glissant sur la paroi du cône et entraînant dans son mouvement la tige 9. La boule 13 s'engage alors de manière étanche grâce au joint 14, dans le conduit sphérique 10 prolongeant le cône 12, réalisant le raccordement automatique. When lowering the bag 2 or 3 to the desired place to be connected to the neutral gas supply circuit, if the tube 9 is not aligned with the cone 12, the connection system is temporarily pushed back in a backward position by the cone 12 coming to rest on the ball 13 (position shown in broken lines (5a, 18a, 9a ', 13a) in Fig.3). In this position, the ball 13a is already partially engaged in the cone 12 constituting the end of the circuit mounted on the pocket 2 or 3. Simultaneously, the counterweight 8 tends to cause the pendulum 5 and the rod 9 and its ball 13 to tilt, the latter sliding on the wall of the cone and causing the rod 9 to move. The ball 13 then engages in a sealed manner thanks to the seal 14, in the spherical conduit 10 extending the cone 12, making the automatic connection.

Ce raccordement est considérablement facilité par l'articulation souple 15, dont les rondelles compressibles 16 autorisent un débattement angulaire d'un côté ou de l'autre autour de la verticale, par inclinaison de la rondelle 21 et du tube 9 dans des limites angulaires déterminées par la compressibilité des ron delres 16. This connection is considerably facilitated by the flexible articulation 15, the compressible washers 16 of which allow angular movement on one side or the other around the vertical, by tilting the washer 21 and the tube 9 within determined angular limits. by the compressibility of the ron delres 16.

Le tube 9, la boule 13 et le cône 28 effectuent ainsi un pivotement tandis que la boule 13 entre dans le cône 12 jusqu'à la position d'étanchéité. The tube 9, the ball 13 and the cone 28 thus pivot while the ball 13 enters the cone 12 to the sealing position.

Le branchement est exécuté avec un effort con tôle', quelle que soit la position de la poche 2, 3 sur ses assises et dans ses guides, grâce au contrepoids 8 du système de balancier 5 selon l'invention. The connection is carried out with a controlled force, whatever the position of the pocket 2, 3 on its seats and in its guides, thanks to the counterweight 8 of the balance system 5 according to the invention.

Le contrepoids 8 permet avantageusement d'exercer un effort à peu près constant au niveau du raccord entre la boule 13 et le cône 12, ce qui évite de détériorer le joint 14 et les deux pièces 12, 13 du raccord. The counterweight 8 advantageously makes it possible to exert an almost constant force at the connection between the ball 13 and the cone 12, which avoids damaging the seal 14 and the two parts 12, 13 of the connection.

Le dispositif de raccordement automatique visé par l'invention apporte une sécurité complète au personnel pendant la coulée de la poche, et ce avec des moyens de structure relativement simple et très robuste, donc résistant en outre à un environnement contraignant (chaleur et poussières). The automatic connection device targeted by the invention provides complete security to personnel during the pouring of the ladle, and this with relatively simple and very robust structural means, therefore also resistant to a restrictive environment (heat and dust).

L'invention est susceptible de diverses variantes d'exécution, l'articulation souple 15 par exemple, pouvant être réalisée par tous moyens équivalents à ceux représentés. De même le cône 12 peut être remplacé par une pièce hémisphérique. The invention is susceptible of various variants, the flexible joint 15 for example, being able to be produced by any means equivalent to those shown. Similarly, the cone 12 can be replaced by a hemispherical piece.

L'invention est applicable à divers types d'installations industrielles de coulée de métal liquide, le tourniquet 1 représenté aux dessins n'ayant été fourni qu'à titre d'exemple, et lorsqu'il est nécessaire de réaliser le branchement de circuits de fluides dans des conditions de travail pouvant présenter des risques pour les opérateurs.  The invention is applicable to various types of industrial liquid metal casting installations, the turnstile 1 shown in the drawings having been provided only by way of example, and when it is necessary to connect the circuits of fluids in working conditions which may present risks for operators.

Claims (5)

REVENDICATIONS 1. Dispositif de raccordement automatique sur un circuit d'alimentation fixe, d'un circuit de fluide gazeux d'une poche (2, 3) de métal liquide montée sur un bâti support (1), comprenant a) un balancier (5) articulé sur un châssis fixe (6), et dont une extrémité est équipée d'un contrepoids (8) et l'autre extrémité est munie d'un tube (9) relié au circuit d'alimentation fixe, b) le tube (9) s'étendant dans une direction sensiblement verticale et ayant son extrémité supérieure pourvue d'une partie sphérique (13) percée pour permettre le passage du fluide gazeux, c) une pièce femelle (10, 12) faisant partie du circuit de la poche et montée sur celle-ci, adaptée pour recevoir la partie sphérique afin d'établir le raccordement entre les deux circuits. 1. Device for automatic connection to a fixed supply circuit, of a gaseous fluid circuit of a pocket (2, 3) of liquid metal mounted on a support frame (1), comprising a) a pendulum (5) articulated on a fixed frame (6), one end of which is fitted with a counterweight (8) and the other end is fitted with a tube (9) connected to the fixed supply circuit, b) the tube (9 ) extending in a substantially vertical direction and having its upper end provided with a spherical part (13) pierced to allow the passage of the gaseous fluid, c) a female part (10, 12) forming part of the bag circuit and mounted thereon, adapted to receive the spherical part in order to establish the connection between the two circuits. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube (9) est fixé au balancier (5) par une articulation souple (15), autorisant un débattement angulaire déterminé du tube (9) de part et d'autre de la verticale. 2. Device according to claim 1, characterized in that the tube (9) is fixed to the balance (5) by a flexible articulation (15), allowing a determined angular movement of the tube (9) on either side of the vertical. 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la pièce femelle (12) est un cône ou une demi-sphère, et un joint d'étanchéité (14) haute température est prévu entre la partie sphérique et la pièce femelle. 3 Device according to claim 1 or 2, characterized in that the female part (12) is a cone or a hemisphere, and a high temperature seal (14) is provided between the spherical part and the female part. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'articulation (15) du tube comprend un empilement de rondelles souples compressibles (16), coaxiales à la base (9a) du tube (9), reposant sur le fond (17) d'un boîtier (18) contenant la base du tube et fixé à l'extrémité (5b) du balancier (5) opposée au contrepoids (8), et une rondelle rigide (21) fixée coaxialement au tube et intercalée entre une face de l'empilement de rondelles souples (16) et un couvercle (23) du boîtier, afin de permettre le débattement angulaire du tube par compression des rondelles souples. 4. Device according to claim 2 or 3, characterized in that the articulation (15) of the tube comprises a stack of flexible compressible washers (16), coaxial at the base (9a) of the tube (9), resting on the bottom (17) of a housing (18) containing the base of the tube and fixed to the end (5b) of the balance (5) opposite the counterweight (8), and a rigid washer (21) fixed coaxially to the tube and interposed between one face of the stack of flexible washers (16) and a cover (23) of the housing, in order to allow the angular movement of the tube by compression of the flexible washers. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le châssis (6) est muni d'une butée (61) contre laquelle le balancier (5) est maintenu en position d'attente légèrement inclinée, lorsque ledit dispositif n'est pas raccordé à la poche.  5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the frame (6) is provided with a stop (61) against which the balance (5) is held in the slightly inclined standby position, when said device is not connected to the bag.