Dispositif de maintien et de changement d'une plaque de coulée dans une installation de coulée, enveloppe métallique de plaque de coulée et plaque de coulée, munies de moyens coopérant avec un détecteur du dispositif.

Abstract

 L'invention concerne un dispositif de maintien et de changement d'une plaque de coulée dans une installation de coulée continue de métal. Un ensemble détecteur-limiteur de course permet d'amener automatiquement une plaque de coulée en position de coulée ou en position de fermeture, suivant qu'une plaque de remplacement est ou non en attente sur le dispositif. L'invention concerne une enveloppe métallique de plaque de coulée et une plaque de coulée, munies de moyens coopérant avec le détecteur du dispositif.

Description

Description.

[0001] La présente invention concerne le domaine technique de la coulée continue de métal liquide.

[0002] Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de maintien et de changement de plaques de coulée d'un récipient métallurgique d'une installation de coulée.

[0003] On connaît, notamment de EP 0 192 019 A1, un dispositif de changement de tube de coulée, disposé en regard d'un orifice de coulée d'un récipient métallurgique d'une installation de coulée continue de métal. Un tel dispositif comprend des moyens de guidage en général deux rails sur lesquels peuvent coulisser des tubes de coulée, pour occuper tout d'abord un poste d'attente, puis un poste d'utilisation, et enfin un poste d'évacuation à l'opposé du poste d'attente. Un poussoir (drive ou actuator en anglais), actionné par un vérin, sert à pousser un tube de coulée depuis son poste d'attente jusqu'à son poste d'utilisation, le tube ainsi déplacé expulsant de ce fait, vers le poste d'évacuation, le tube de coulée usagé qui se trouvait sur le poste d'utilisation.

[0004] Le tube de coulée comporte une face de glissement dans laquelle débouche un canal de coulée, lequel se trouve aligné avec l'orifice du récipient métallurgique lorsque le tube de coulée est sur le poste d'utilisation. L'orifice du récipient métallurgique correspond en général à l'orifice de coulée de l'élément réfractaire situé en amont ou aux orifices de coulée des éléments réfractaires situés en amont en communication fluide. L'élément réfractaire situé en amont est en général solidaire du récipient métallurgique, par exemple, il est cimenté dans celui-ci.

[0005] En position d'utilisation, des poussoirs (pushers en anglais) sont disposés dans le prolongement des moyens de guidage ou rails. Ces poussoirs permettent d'exercer une force sensiblement verticale sur deux faces inférieures du tube de coulée afin que la face de glissement du tube soit en contact étanche avec la face de l'élément réfractaire situé en amont.

[0006] Dans certains cas, comme dans WO2004/065041A1 (notamment §23), la face de glissement du tube de coulée est suffisamment grande pour constituer, à côté de l'orifice de coulée, une surface d'obturation apte à fermer l'orifice de coulée du récipient métallurgique si le tube de coulée est déplacé sur une distance au moins égale au diamètre de l'orifice du récipient métallurgique.

[0007] Ainsi, le tube de coulée présent sur le poste d'utilisation peut prendre deux positions, à savoir :

• une position de coulée, dans laquelle son canal de coulée se trouve en regard de l'orifice de coulée du récipient métallurgique, et
• une position de fermeture, dans laquelle sa surface d'obturation se trouve en regard de l'orifice de coulée du récipient métallurgique.

[0008] Dans ce cas, le tube de coulée peut être utilisé non seulement pour assurer la coulée du métal en fusion, mais également pour stopper la coulée en cas d'urgence, ce qui est utile par exemple si un autre dispositif d'arrêt situé en amont est défaillant.

[0009] Le déplacement du tube de coulée sur les rails doit alors être commandé de façon sélective, selon que l'on souhaite l'amener en position de coulée ou en position de fermeture sur le poste d'utilisation, ce qui nécessite le recours à un ou des vérins à deux courses. Or, de tels vérins sont encombrants, lourds et coûteux. En outre, ils requièrent la présence d'au moins deux alimentations hydrauliques distinctes sur le plancher de la coulée continue.

[0010] La présente invention vise à proposer une solution technique permettant de contrôler le déplacement du tube de coulée, et plus généralement d'une plaque de coulée, en position de coulée ou en position de fermeture sur le poste d'utilisation, et ce de façon entièrement automatique, simple et fiable.

[0011] A cet effet la présente invention a pour objet un dispositif de maintien et de changement d'une plaque de coulée en regard d'un orifice de coulée d'un récipient métallurgique d'une installation de coulée continue de métal, la plaque de coulée étant du type comportant une face de glissement dans laquelle débouche un canal de coulée et dans laquelle est formée une surface d'obturation apte à fermer l'orifice de coulée du récipient métallurgique, dispositif du type comprenant un poussoir apte à pousser une plaque de coulée pour la faire passer d'un poste d'attente à un poste d'utilisation, une plaque sur le poste d'utilisation pouvant prendre une position de coulée, dans laquelle son canal de coulée se trouve en regard de l'orifice de coulée du récipient métallurgique, et une position de fermeture, dans laquelle sa surface d'obturation se trouve en regard de l'orifice de coulée du récipient métallurgique, le poussoir étant muni de moyens permettant de le faire avancer sélectivement sur deux courses, à savoir :

• une petite course ayant pour effet de pousser une plaque de coulée jusqu'en position de coulée sur le poste d'utilisation, ou
• une grande course ayant pour effet de pousser une plaque de coulée jusqu'en position de fermeture sur le poste d'utilisation,

dispositif caractérisé en ce qu'il comporte:

• un détecteur de passage d'une plaque de coulée entre le poste d'attente et le poste d'utilisation,
• un limiteur de course du poussoir, commandé par le détecteur de passage et apte à prendre:
• une position de remplacement correspondant à une position de coulée, prise lorsque le détecteur détecte le passage d'une plaque de coulée, dans laquelle le limiteur de course limite la course du poussoir à la petite course, et
• une position de fermeture, dans laquelle le limiteur de course laisse le poussoir avancer sur la grande course.

[0012] Grâce au détecteur de passage de plaque, si le poussoir est actionné et qu'une plaque de remplacement se trouve sur le poste d'attente, le détecteur commande le limiteur de course qui se met en position de remplacement et limite la course du poussoir de manière à ce que la plaque de coulée soit amenée en position de coulée sur le poste d'utilisation, tandis que si aucune plaque ne se trouve sur le poste d'attente, le limiteur de course laisse le poussoir parcourir sa grande course pour pousser la plaque présente sur le poste d'utilisation jusqu'en position de fermeture.

[0013] Ainsi, l'opérateur n'a plus à déterminer s'il souhaite actionner le poussoir en vue d'un remplacement de plaque ou d'un arrêt d'urgence : le détecteur de passage et le limiteur de course déterminent de manière automatique sur quelle course il y a lieu de déplacer le poussoir.

[0014] En particulier, si l'opérateur actionne le vérin sans avoir placé de plaque de remplacement sur le poste d'attente, c'est qu'un arrêt d'urgence est requis. Le dispositif selon l'invention actionne alors automatiquement le vérin sur sa grande course pour qu'il déplace la plaque en position de fermeture.

[0015] L'invention procure donc, outre un dispositif simple et économique de gestion du vérin, une meilleure sécurité sur le site de coulée, à la fois pour l'opérateur lui-même, qui n'a plus à intervenir à proximité du métal en fusion, et pour l'ensemble du site, du fait que l'opérateur peut réagir plus vite en cas d'urgence et ne risque pas de se tromper de commande pour demander l'arrêt de la coulée.

[0016] En effet, la plupart des dispositifs connus ne comprennent pas de vérin à double course, ni de tube de coulée présentant une surface d'obturation. Lorsque qu'un arrêt d'urgence est requis, l'opérateur doit intervenir à proximité du métal en fusion, enlever le tube en attente et venir disposer à sa place une plaque borgne qui sera ensuite poussée en position de coulée. Ce genre d'opération n'est plus nécessaire avec le dispositif de la présente invention. L'opérateur peut à distance et très rapidement activer le vérin et obturer le canal de coulée.

[0017] Dans un mode de réalisation avantageux, le limiteur de course est agencé de manière à conserver la position de remplacement après détection du passage d'une plaque de coulée, tant que le poussoir n'a pas reculé après avoir parcouru intégralement sa petite course.

[0018] A cet effet, un stabilisateur est incorporé au limiteur de course, pour que ce dernier conserve la position imposée par le détecteur de passage, même après que le détecteur de passage a cessé de détecter la présence d'une plaque.

[0019] Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le détecteur de passage est un levier qui est déplacé par la plaque de coulée lorsqu'elle passe du poste d'attente au poste d'utilisation.

[0020] Ce moyen présente l'avantage d'être simple à réaliser et fiable dans son fonctionnement.

[0021] Avantageusement, le limiteur de course comprend une butée mobile, le poussoir comportant une portée apte à prendre appui sur la butée uniquement lorsque le limiteur de course est en position de fermeture.

[0022] Le levier et la butée mobile peuvent être reliés par une liaison rotule, qui transforme le mouvement de rotation du levier en un mouvement de translation de la butée mobile. Toute autre liaison apte à transmettre à la butée mobile le mouvement du levier pourrait bien entendu convenir.

[0023] Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le poussoir comporte une tige et la portée du poussoir est formée par une encoche ménagée dans la tige.

[0024] Ce mode de réalisation est avantageux en ce qu'il est simple de réalisation et fiable dans son fonctionnement.

[0025] De préférence, l'encoche ménagée dans la tige comporte, opposée à la portée, un chanfrein qui replace la butée mobile en position de remplacement lorsque la tige recule après que le poussoir a parcouru intégralement sa petite course.

[0026] Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif comporte un poste d'évacuation, vers lequel est chassée une plaque usagée lorsqu'elle est repoussée par une plaque poussée en position d'utilisation par le poussoir.

[0027] Il est connu d'entourer les éléments réfractaires, les plaques ou les tubes de coulée par un élément tel qu'une enveloppe métallique. Ces enveloppes sont bien connues de l'homme du métier ainsi que les types de matériaux utilisés pour réaliser ces enveloppes.

[0028] L'invention a également pour objet une enveloppe métallique d'une plaque de coulée d'une installation de coulée continue de métal liquide, comportant au moins une protubérance agencée pour coopérer avec un détecteur de passage de plaque d'un dispositif tel que décrit ci-dessus.

[0029] Les enveloppes sont en général métalliques, en particulier en acier ou en fonte, bien entendu tous les autres matériaux permettant de remplir la même fonction pourraient être utilisés. Il en est de même pour la protubérance.

[0030] Dans un mode de réalisation, l'enveloppe comporte :

• deux portées d'appui longitudinales destinées à glisser sur des rails du dispositif pour assurer le guidage de la plaque et,
• en saillie d'au moins une de ces portées d'appui, une protubérance allongée dans la direction de glissement des plaques, c'est-à-dire parallèle aux portées d'appui longitudinales.

[0031] Dans un mode de réalisation particulier, l'enveloppe comporte:

• deux portées d'appui longitudinales destinées à glisser sur des rails du dispositif pour assurer le guidage de la plaque,
• des bords inférieurs longitudinaux parallèles auxdites portées d'appui longitudinales et,
• en saillie d'au moins un de ces bords inférieurs longitudinaux, une protubérance allongée dans la direction de glissement des plaques, c'est-à-dire parallèle aux portées d'appui longitudinales.

[0032] Les portées d'appui peuvent présenter différentes formes, par exemple être planes, inclinées ou encore bombées. Il suffit qu'elles puissent servir de support à la plaque de coulée et permettre son déplacement d'un poste d'attente vers un poste d'utilisation.

[0033] En général, la portée d'appui est parallèle à la direction de glissement ou de changement de plaque. Dans ce cas, le terme « parallèle » doit être compris de manière large, c'est à dire que la surface d'appui comprend au moins un segment de droite ou génératrice parallèle à la direction de changement de plaque. De manière similaire, un bord ou une protubérance est parallèle aux portées d'appui si le bord ou protubérance comprend un segment de droite parallèle à la direction de changement de plaque.

[0034] Avantageusement, la ou chaque protubérance est formée par une rampe comportant une partie inclinée et éventuellement une partie parallèle aux portées d'appui ou aux bords inférieurs longitudinaux.

[0035] Compte tenu des sollicitations mécaniques fortes de l'enveloppe, ainsi que du risque de détérioration de la ou des rampes lors du transport ou des manipulations de l'enveloppe ou d'une plaque munie de l'enveloppe, l'enveloppe est de préférence relativement épaisse et obtenue par moulage, c'est-à-dire par coulage dans un moule.

[0036] L'invention a également pour objet une plaque de coulée d'une installation de coulée continue de métal liquide, du type comportant une face de glissement dans laquelle débouche un canal de coulée et dans laquelle est formée une surface d'obturation apte à fermer un orifice de coulée d'un récipient métallurgique, constituée par :

• un réfractaire délimitant le canal de coulée et formant la face de glissement,
• une enveloppe métallique entourant le réfractaire au voisinage de la face de glissement, caractérisée en ce que l'enveloppe métallique comporte une protubérance agencée pour coopérer avec un détecteur de passage de plaque d'un dispositif tel que décrit ci-dessus.

[0037] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention, qui peuvent être pris seuls ou en combinaison, sont énumérés ci-après.

[0038] - La protubérance de l'enveloppe métallique se situe d'un seul côté de l'enveloppe métallique.

[0039] - La protubérance de l'enveloppe métallique est allongée dans la direction de glissement des plaques, c'est-à-dire parallèle aux portées d'appui longitudinales. Par parallèle, il est entendu parallèle à au moins une génératrice comprise dans la portée d'appui. Cette génératrice étant parallèle à la direction de glissement ou de changement de plaques

[0040] La protubérance de l'enveloppe métallique comprend une rampe comportant une partie inclinée, la pente ou l'inclinaison étant dirigée selon la direction de glissement ou de changement des plaques.

[0041] - Une protubérance se situe de chaque côté de l'enveloppe métallique, symétriquement par rapport à l'axe longitudinal de cette enveloppe. Cette variante permet d'utiliser des dispositifs ayant un détecteur positionné d'un côté ou de l'autre des plaques, selon l'agencement du récipient métallurgique recevant le dispositif.

[0042] - La protubérance fait saillie dans la direction opposée à la surface de glissement de la plaque de coulée.

[0043] - L'enveloppe métallique présente globalement un contour rectangulaire (dans un plan perpendiculaire au canal de coulée).

[0044] - La plaque comporte une extension tubulaire à l'opposé de la face de glissement, pour prolonger le canal de coulée. L'extension tubulaire pouvant être suffisante pour que sa partie inférieure soit immergée dans le moule de métal fondu.

[0045] L'invention a également pour objet un procédé d'assemblage d'une enveloppe métallique et d'un élément réfractaire pour fabriquer une plaque selon l'invention. L'assemblage se fait par des moyens connus, par exemple, le réfractaire est cimenté dans l'enveloppe métallique ou assemblé en coulant un béton réfractaire entre l'élément réfractaire et l'enveloppe. Il est également envisageable de récupérer les enveloppe métalliques usagées et d'y associer un nouvel élément réfractaire voire un élément réfractaire recyclé.

[0046] Afin de mieux faire comprendre l'invention, on va en décrire maintenant un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif de la portée de l'invention, en référence aux dessins annexés dans lesquels :

• les figures 1, 2, et 24 représentent, en perspective et en coupe partielle, une machine de changement de tube d'un répartiteur d'une installation de coulée selon l'invention,
• la figure 3 est une vue de dessus du châssis de la machine,
• la figure 4 est une vue en perspective de dessous de la machine,
• la figure 5 représente, en perspective, une enveloppe métallique d'une plaque réfractaire d'un tube de coulée,
• la figure 6 est une vue de dessous de l'enveloppe métallique de la figure 5,
• la figure 7 est une vue en coupe de selon VII-VII de la figure 6,
• les figures 8 et 9 sont des vues en coupe selon VIII-VIII (plan positionné sur la figure 6) de deux variantes d'enveloppes métalliques,
• les figures 10, 15, 17, 19 et 22 sont des vues en perspective de dessous de la machine à différente phases de déplacement d'une plaque de coulée,
• les figures 11, 16, 18, 20, 21 et 23 sont des vues en coupe selon XI-XI (plan positionné sur la figure 4) de la tige de poussoir et du limiteur de course,
• les figures 12, 13, sont des vues en coupe de la machine selon les plans XII-XII, respectivement XIII-XIII de la figure 3.
• la figure 14 est une vue analogue à la figure 12, lors d'un déplacement de tube entre le poste d'attente et le poste d'utilisation.

[0047] Le mode de réalisation décrit ici s'applique à un répartiteur d'une installation de coulée mais pourrait concerner tout récipient métallurgique et en particulier une poche de coulée aussi bien qu'un répartiteur.

[0048] Le répartiteur sert à répartir du métal liquide vers un ou plusieurs moules de coulée en étant alimenté par des poches de coulée qui viennent successivement déverser leur contenu dans le répartiteur. A cet effet, le répartiteur peut comprendre une pluralité d'orifices de coulée, dont un seul est ici considéré.

[0049] L'exemple illustré par les dessins concerne des réfractaires tubulaires, que l'homme du métier désigne également « busettes externes » ou « tubes de coulée », mais il pourrait aussi s'appliquer à des plaques calibrées ou busettes ne comportant pas d'extension tubulaire ou une légère extension tubulaire seulement. Par exemple, des plaques qui laissent le métal couler en jet libre.

[0050] Figure 1, la machine comprend un châssis 1 qui comporte des moyens de fixation à un répartiteur (non représenté), au voisinage d'un orifice de ce répartiteur, lequel est garni d'une busette interne 2 scellée au fond du répartiteur par des moyens connus. La busette interne comprend une partie basse en forme de plaque 2a et une extension tubulaire supérieure 2b, qui traverse la paroi (non représentée) du répartiteur. Dans la présente description, le canal de coulée de la busette interne 2 est considéré comme étant l'orifice de coulée du répartiteur.

[0051] Le châssis 1 comprend un logement 3 pour recevoir la plaque 2a de la busette interne 2.

[0052] La plaque 2a, que l'on désignera par la suite « plaque supérieure », par opposition à celle de la busette externe, décrite ultérieurement, est fermement retenue dans le logement 3 du châssis par des moyens de clamage qui sont connus et ne sont pas décrits ici. La plaque supérieure est un élément fixe pendant la coulée du métal.

[0053] Le châssis 1 porte un poussoir 10 de forme générale cylindrique s'étendant selon un axe sensiblement horizontal (en position d'utilisation de la machine) orthogonal à celui de la busette interne 2. Ce poussoir 10 comprend un corps cylindrique creux 11 fixé au châssis et une tige 12 apte à coulisser axialement dans le corps cylindrique 11 sous l'action d'un vérin hydraulique 13 porté par une extrémité du corps 11.

[0054] Le vérin hydraulique 13, simple course, commande la tige 12 dans ses mouvements de translation axiale.

[0055] Des conduites hydrauliques, représentées par les flèches A et B, assurent l'alimentation du vérin hydraulique 13 en fluide sous pression.

[0056] Le corps cylindrique 11 comporte une fente longitudinale par laquelle un bras 18, solidaire de la tige 12, fait saillie en dehors du corps cylindrique 11, en direction du châssis 1.

[0057] La fente est rectiligne sauf à son extrémité proche du vérin, où elle forme un décrochement, connu en soi, qui a pour effet de donner au bras 18 une position de repos dans laquelle il est dégagé vers le haut par rapport à ses positions actives.

[0058] La longueur de la fente est sensiblement identique à la course maximale du vérin hydraulique 13, permettant le déplacement de la tige 12 et du bras 18 sur l'ensemble de cette course.

[0059] Sur la figures 3, on voit que le bras 18 est agencé pour pousser un tube de coulée 19, également désigné « busette externe » laissé en attente à côté d'un autre tube de coulée 20 en cours d'utilisation. Ainsi, le poussoir 10 est apte à pousser un tube de coulée pour le faire passer d'un poste d'attente à un poste d'utilisation.

[0060] Sur la figure 4, on remarque tout d'abord que la plaque 2a de la busette interne (la « plaque supérieure »), calée dans le logement 3 du châssis, se trouve légèrement en relief par rapport à la face inférieure plane 22 du châssis.

[0061] On remarque également que la plaque supérieure 2a présente, autour de son orifice de coulée 23, une surface plane 24 (dans laquelle peut être formée une gorge (non représentée) d'injection de gaz, comme cela est connu).

[0062] Des rails 21 sont positionnés en regard de la face inférieure plane du châssis. Le déplacement des tubes 19, 20 se produit le long des rails 21.

[0063] Sur le trajet de chaque rail 21, des ressorts combinés à des cames (non représenté sur les figures), connus de l'homme du métier, sont disposés pour exercer une poussée sur la face de la plaque d'un tube 19, 20 engagé sur les rails en direction de la plaque supérieure 2a.

[0064] Revenant à la figure 2, on voit que chaque tube de coulée 19, 20, comprend une plaque 19a, 20a et une excroissance tubulaire 19b, 20b qui prolonge le canal de coulée jusqu'à des ouïes latérales 19c, 20c par lesquelles le métal liquide s'écoule dans une lingotière (non représentée).

[0065] Chaque plaque 19a, 20a comporte une face de glissement 19d, 20d dans laquelle débouche le canal de coulée. En aval de ce canal (par rapport à la direction de coulissement des tubes), la face de glissement 19d, 20d est suffisamment grande pour former une surface d'obturation 19e, 20e apte à fermer l'orifice de coulée du répartiteur.

[0066] Ainsi, un tube sur le poste d'utilisation peut prendre une position de coulée, comme le tube 20 sur les figures 1 et 2, position dans laquelle son canal de coulée se trouve en regard de l'orifice de coulée du répartiteur, et une position de fermeture, comme le tube 19 sur la figure 24, position dans laquelle sa surface d'obturation 19e se trouve en regard de l'orifice de coulée du répartiteur.

[0067] Chaque tube de coulée, possède une enveloppe métallique 28 (également désignée "can" par l'homme du métier) autour de sa plaque, comme cela est connu.

[0068] La figure 5 représente une telle enveloppe métallique 28 selon un mode de réalisation de l'invention.

[0069] Sur cette figure 5, l'enveloppe métallique 28 est représentée à l'endroit, c'est-à-dire dans l'orientation des tubes 19, 20 représentés sur les figures 1, 2 et 24.

[0070] Dans sa forme générale, l'enveloppe métallique 28 est conforme aux boîtes métalliques de l'état de la technique. En particulier, elle présente globalement un contour rectangulaire et comporte deux portées d'appui longitudinales 29 qui sont destinées à glisser sur les rails 21 du châssis de la machine pour assurer le guidage et la mise en compression de la plaque inférieure 19a, 20a contre la plaque supérieure 2a.

[0071] De façon remarquable, la boîte métallique 28 comporte une protubérance 30 allongée dans la direction de glissement des plaques, c'est-à-dire parallèle aux portées d'appui longitudinales 29, en saillie de bords inférieurs longitudinaux 31 parallèles aux portées 29.

[0072] Chaque protubérance 30 est formée par une rampe comportant une partie 30a inclinée et une partie 30b parallèle aux bords longitudinaux 31.

[0073] Dans les variantes illustrées par les figures 8 et 9, les protubérances 30' et 30" ont des profils différents, mais qui procurent sensiblement les mêmes effets. Sur la figure 8, la protubérance 30' a un profil obtenu par raccordement tangent de portions circulaires. Sur la figure 9, la protubérance 30" comprend quatre rampes raccordées par des angles vifs.

[0074] Quel que soit son profil, chaque protubérance 30, 30', 30" est agencée pour coopérer avec un détecteur de passage de plaque entre le poste d'attente et le poste d'utilisation. Dans l'exemple décrit, ce détecteur prend la forme d'un levier pivotant 32 articulé sur le châssis 1 de la machine, visible notamment sur les figures 10, 12, 14, 15, 17, 19 et 22.

[0075] Comme on le voit notamment sur la vue en coupe à la figure 12, l'axe de pivotement 33 du levier 32 est parallèle à l'axe du vérin 13 et de la tige 12. En pivotant, le levier peut prendre une première position dite déverrouillée, illustrée par la figure 12, et une seconde position dite verrouillée, illustrée par la figure 14.

[0076] De façon plus détaillée, le levier 32 comprend une extrémité de détection 34 qui laisse libre le passage pour le bord 31 de l'enveloppe 28 lorsque la plaque inférieure coulisse sur les rails 21 et ce, quelle que soit la position du levier. En revanche, lorsque la plaque inférieure coulisse sur les rails 21 entre le poste d'attente et le poste d'utilisation, l'extrémité de détection du levier qui se trouve en position déverrouillée rencontre la protubérance 30 de l'enveloppe métallique. Ainsi, grâce à sa partie inclinée 30a, la protubérance 30 provoque le passage du levier de la position déverrouillée de la figure 12 à la position verrouillée de la figure 14.

[0077] Le levier 32 comporte, à l'opposé de son extrémité de détection 34, une rotule 35 engagée dans une fente 36 d'une butée 37 mobile par translation dans une cheminée 38 perpendiculaire à l'axe de la tige 12 et du vérin 13 et débouchant dans le corps cylindrique 11.

[0078] En position déverrouillée du levier, comme sur la figure 12, la butée mobile 37 est voisine de la tige 12, mais n'intercepte pas sa section. Dans cette position dite « de fermeture », la butée mobile 37 ne s'oppose pas aux mouvements de translation axiale de la tige. La tige 12 peut donc se déplacer sur toute la course du vérin 13, que l'on désignera « grande course », nécessaire pour amener un tube jusqu'à la position de fermeture sur le poste d'utilisation.

[0079] En position verrouillée du levier, illustrée par la figure 14, la butée mobile pénètre dans une encoche 39 prévue à cet effet sur la tige 12 et retient cette dernière dans une plage de positions dans lesquelles l'encoche 39 se trouve en regard de la butée mobile 37. Dans cette position, dite « de remplacement » ou « de coulée », la butée mobile 37 limite la course de la tige 12.

[0080] Comme on le voit sur la figure 16, l'encoche 39 est délimitée de façon dissymétrique : du côté du vérin 13, un épaulement plan 40 perpendiculaire à l'axe de la tige forme une portée, tandis que, à l'opposé du vérin 13, se trouve un chanfrein 41.

[0081] Grâce à cette dissymétrie, on obtient les effets suivants.

[0082] Si la butée mobile 37 est en position « de remplacement » ou « de coulée » (figures 14 et 16), le déplacement de la tige 12 en direction opposée au vérin 13 provoque l'appui de l'épaulement 40 contre la butée mobile 37, ce qui bloque la progression de la tige 12 sans tendre à remettre la butée mobile 37 en position de fermeture, c'est-à-dire sans tendre à ramener le levier en position déverrouillée, étant donné que la force exercée par la tige sur la butée mobile 37 ne possède aucune composante radiale. Bien qu'il ne soit théoriquement pas nécessaire de maintenir le levier en position verrouillée pour assurer le blocage de la tige, sinon pour l'empêcher de retomber sous son propre poids, un ressort à bille 42 joue le rôle de stabilisateur en assurant le maintien de la butée mobile, donc du levier, dans chacune de ses deux positions (remplacement ou position de coulée et fermeture), en pénétrant dans des creux 43 formés dans la face de la butée mobile située en regard du ressort à bille.

[0083] Dans cette position de remplacement, la butée mobile 37 limite la course de la tige à une « petite course », nécessaire, pour mettre en position de coulée un tube de coulée sur le poste d'utilisation.

[0084] Lors d'un mouvement de la tige 12 en direction opposée, c'est-à-dire en direction du vérin 13, la butée mobile 37 vient au contact du chanfrein 41 et la force exercée par la tige sur la butée mobile 37 comprend une composante radiale qui tend à déplacer le levier en position déverrouillée. Dès que cette force devient supérieure à la résistance opposée par le ressort à bille 42, la butée mobile 37 et le levier 32 passent en position déverrouillée, ce qui libère le passage pour la tige, comme illustré par la figure 20.

[0085] En résumé, le poussoir 10 est muni de moyens permettant de le faire avancer sélectivement sur deux courses, ces moyens étant constitués par le levier pivotant 32 et la butée mobile 37, en association avec la tige 12 munie de son encoche 39. Les deux courses du poussoir sont :

• une petite course (figure 18) ayant pour effet de pousser un tube de coulée jusqu'en position de coulée sur le poste d'utilisation, et
• une grande course (figure 23) ayant pour effet de pousser un tube de coulée jusqu'en position de fermeture sur le poste d'utilisation.

[0086] La butée mobile 37 et l'encoche correspondante 39 sur la tige 12 constituent donc un limiteur de course au sens de l'invention et le levier pivotant 32 constitue un détecteur de passage d'un tube du poste d'attente au poste d'utilisation.

[0087] On va maintenant décrire le fonctionnement de la machine lors d'une opération de changement de tube et lors d'une opération d'arrêt d'urgence de la coulée.

[0088] La machine qui vient d'être décrite rassemble des moyens constituant un dispositif de maintien et de changement d'un tube de coulée 20 en regard d'un orifice de coulée d'un répartiteur d'une installation de coulée continue de métal liquide.

[0089] Pendant une coulée continue de métal liquide, le tube de coulée 20 et la busette interne 2 sont placés dans l'alignement l'un de l'autre, comme représenté sur les figures 1 et 2.

[0090] Le levier pivotant 32 est en position déverrouillée et la butée mobile 37 en position de fermeture.

[0091] Le bras 18 se trouve initialement dans sa position de repos, à l'intérieur d'un décrochement de la fente, comme représenté sur la figure 1.

[0092] Lorsqu'approche le moment de remplacer le tube de coulée 20, un tube de coulée 19 de remplacement est positionné sur le poste d'attente, à l'entrée des rails 21, au voisinage du tube de coulée 19 en cours d'utilisation, comme représenté sur la figure 3.

[0093] Pour remplacer le tube 20, le vérin 13 est actionné pour provoquer l'avancée de la tige 12.

[0094] Le bras 18 quitte alors le décrochement et s'aligne avec les plaques 19a et 20a, puis avance en direction de celles-ci.

[0095] Le bras 18 entre ensuite en contact avec la plaque 19a et le tube de coulée 19 se met en mouvement de translation sur les rails 21.

[0096] Lorsque le tube de coulée 19 est sur le point d'arriver en position d'utilisation, la protubérance 30 de son enveloppe métallique repousse le levier pivotant 32 en position verrouillée, ce qui a pour effet de déplacer la butée mobile 37 dans la direction indiquée par la flèche sur la figure 16, pour la mettre en position de remplacement dans laquelle elle pénètre dans l'encoche 39 de la tige, laquelle encoche se trouve, à cet instant, en regard de la cheminée 38. Le bras 18, le tube de coulée 19 et la tige 12 continuent leur progression sous l'action du vérin 13 jusqu'à ce que l'épaulement 40 de la tige vienne s'appuyer contre la butée mobile 37, ce qui provoque le blocage de la tige, comme illustré par la figure 18. A cet instant, le tube de coulée 19 a atteint sa position de coulée sur le poste d'utilisation. Le poussoir a donc avancé sur sa petite course sans qu'il ait été nécessaire de commander le vérin de façon spécifique.

[0097] Le vérin 13 ramène ensuite la tige et le bras dans leur position initiale de repos. Le levier 37 revient alors en position déverrouillée grâce au chanfrein 41 qui repousse la butée mobile 37 en position de fermeture, comme on le voit sur les figures 19, 20 et 21.

[0098] Le tube de coulée 20 se trouvant en position de coulée, comme illustré par les figures 1 et 2, il peut également arriver qu'il soit nécessaire d'interrompre d'urgence la coulée du métal liquide et que cette interruption ne puisse pas être réalisée par des moyens internes au répartiteur.

[0099] Dans ce cas, on actionne le vérin 13 de la même manière que précédemment, ce qui provoque à nouveau l'avancement du bras 18. Étant donné que la butée mobile 37 se trouve et demeure en position de fermeture, c'est-à-dire en dehors de la section courante de la tige 12, la tige 12 peut progresser sur toute la course du vérin, comme illustré par la figure 23. Le poussoir 10 avance donc sur sa grande course, ce qui a pour effet de pousser le tube de coulée 19 jusqu'en position de fermeture, comme illustré par les figures 22 et 24.

[0100] On obtient donc un actionnement du vérin provoquant l'arrêt d'urgence de la coulée sans qu'il ait été nécessaire de commander le vérin de façon spécifique.

[0101] Enfin, dans l'hypothèse où un tube de coulée se trouve en réserve sur le poste d'attente alors que la fermeture d'urgence de l'orifice de coulée est nécessaire, on actionne le vérin une première fois pour amener le tube de coulée de remplacement en position d'utilisation, comme précédemment décrit, puis on laisse le vérin revenir en arrière sur une longueur légèrement supérieure à celle de l'encoche de la tige de manière à provoquer le retour du levier en position déverrouillée, comme illustré par la figure 20, puis on actionne à nouveau le vérin pour le faire avancer : la tige peut alors progresser jusqu'à la position des figures 22 et 24 pour pousser le tube de coulée jusqu'en position de fermeture, c'est-à-dire dans la position dans laquelle sa surface d'obturation 19e se trouve en regard de l'orifice de coulée du répartiteur.

Revendications

1. Dispositif de maintien et de changement d'une plaque de coulée (19a, 20a) en regard d'un orifice de coulée d'un récipient métallurgique d'une installation de coulée continue de métal, la plaque de coulée (19a, 20a) étant du type comportant une face de glissement (19d, 20d) dans laquelle débouche un canal de coulée et dans laquelle est formée une surface d'obturation (19e, 20e) apte à fermer l'orifice de coulée du récipient métallurgique, dispositif du type comprenant un poussoir (10) apte à pousser une plaque de coulée pour la faire passer d'un poste d'attente à un poste d'utilisation,
une plaque sur le poste d'utilisation pouvant prendre une position de coulée, dans laquelle son canal de coulée se trouve en regard de l'orifice de coulée du récipient métallurgique, et une position de fermeture, dans laquelle sa surface d'obturation (19e, 20e) se trouve en regard de l'orifice de coulée du récipient métallurgique,
le poussoir étant muni de moyens permettant de le faire avancer sélectivement sur deux courses, à savoir :

- une petite course ayant pour effet de pousser une plaque de coulée jusqu'en position de coulée sur le poste d'utilisation, ou

- une grande course ayant pour effet de pousser une plaque de coulée jusqu'en position de fermeture sur le poste d'utilisation,
dispositif caractérisé en ce qu'il comporte :

- un détecteur (32) de passage d'une plaque de coulée entre le poste d'attente et le poste d'utilisation,

- un limiteur de course (37, 39) du poussoir, commandé par le détecteur de passage et apte à prendre :

- une position de coulée, prise lorsque le détecteur détecte le passage d'une plaque de coulée, dans laquelle le limiteur de course limite la course du poussoir à la petite course, et

- une position de fermeture, dans laquelle le limiteur de course laisse le poussoir avancer sur la grande course.

2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le limiteur de course (37, 39) est agencé de manière à conserver la position de coulée après détection du passage d'une plaque de coulée, tant que le poussoir (10) n'a pas reculé après avoir parcouru intégralement sa petite course.

3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le détecteur de passage est un levier (32) qui est déplacé par la plaque de coulée (19a) lorsqu'elle passe du poste d'attente au poste d'utilisation.

4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le limiteur de course comprend une butée mobile (37), le poussoir (10) comportant une portée (40) apte à prendre appui sur la butée uniquement lorsque le limiteur de course est en position de fermeture.

5. Dispositif selon les revendications 3 et 4, dans lequel le levier (32) et la butée mobile (37) sont reliés par une liaison apte à transmettre à la butée mobile le mouvement du levier.

6. Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, dans lequel le poussoir (10) comporte une tige (12) et la portée (40) du poussoir est formée par une encoche (39) ménagée dans la tige.

7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel l'encoche (39) ménagée dans la tige (12) comporte, opposée à la portée (40), un chanfrein (41) qui replace la butée mobile (37) en position de remplacement lorsque la tige recule après que le poussoir a parcouru intégralement sa petite course.

8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, comportant un poste d'évacuation, vers lequel est chassée une plaque usagée lorsqu'elle est repoussée par une plaque poussée en position d'utilisation par le poussoir.

9. Enveloppe métallique (28) d'une plaque de coulée d'une installation de coulée continue de métal liquide, comportant au moins une protubérance (30) agencée pour coopérer avec un détecteur (32) de passage de plaque d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 8.

10. Enveloppe selon la revendication 9, dans laquelle la protubérance (30) se situe d'un seul côté de l'enveloppe métallique.

11. Enveloppe selon la revendication 9 comportant deux protubérances (30) dans laquelle chaque protubérance (30) se situe de chaque côté de l'enveloppe métallique, symétriquement par rapport à l'axe longitudinal de cette enveloppe.

12. Enveloppe selon l'une des revendications 9 à 11, dans laquelle la protubérance (30) fait saillie dans la direction opposée à la face de glissement de la plaque de coulée.

13. Enveloppe selon l'une des revendications 9 à 12, présentant globalement un contour rectangulaire.

14. Enveloppe selon l'une des revendications 9 à 13, comportant:

- deux portées d'appui longitudinales (29) destinées à glisser sur des rails (21) du dispositif pour assurer le guidage de la plaque,

- des bords inférieurs longitudinaux (31) parallèles auxdites portées d'appui longitudinales (29) et,

- en saillie d'au moins un de ces bords inférieurs longitudinaux (31), une protubérance (30) allongée dans la direction de glissement des plaques, c'est-à-dire parallèle aux portées d'appui longitudinales (29).

15. Enveloppe selon l'une des revendications 9 à 14, dans laquelle la ou chaque protubérance (30) est formée par une rampe comportant une partie (30a) inclinée, l'inclinaison étant dirigée dans la direction de glissement des plaques.

16. Plaque de coulée d'une installation de coulée continue de métal liquide, du type comportant une face de glissement dans laquelle débouche un canal de coulée et dans laquelle est formée une surface d'obturation apte à fermer un orifice de coulée d'un récipient métallurgique, constituée par :

- un réfractaire délimitant le canal de coulée et formant la face de glissement (1 9a, 20a),

- une enveloppe métallique (28) entourant le réfractaire au voisinage de la face de glissement, selon l'une quelconque des revendications 9 à 15.

17. Plaque selon la revendication 16, comportant une extension tubulaire à l'opposé de la surface de glissement, pour prolonger le canal de coulée.

18. Plaque selon la revendication 16 ou 17, dans laquelle la ou chaque protubérance (30) est formée par une rampe comprise dans un plan orthogonal à la face de glissement comportant une partie (30a) inclinée et optionnellement une partie (30b) sensiblement parallèle à la face de glissement (19a, 20a).

19. Procédé de fabrication d'une plaque selon l'une quelconque des revendications 16 à 18 comprenant une étape d'assemblage d'un élément réfractaire et d'une enveloppe métallique (28) selon l'une quelconque des revendications 9 à 15.

Dessins