Etat de la technique Afin de réduire l'émission de fumée et le rayonnement de chaleur dans le hall de coulée d'un haut fourneau, il est connu de recouvrir la rigole de coulée.

On utilise à cette fin des couvres rigole. II s'agit de caissons métalliques munis d'un revtement réfractaire qui peuvent avoir une longueur de plusieurs mètres et un poids largement supérieur à dix tonnes.

Or, pour pouvoir percer, respectivement boucher, le trou de coulée, il faut enlever le couvre rigole amont, c'est-à-dire celui qui recouvre la rigole directe- ment en aval du trou de coulée. II est connu d'utiliser à cette fin un dispositif de manutention comprenant un support agencé sur le plancher de coulée à côté de la rigole de coulée et un bras porteur connecté à t'aide d'une articulation cylindrique à ce support, de façon à ce que ce bras porteur puisse pivoter autour d'un axe sensiblement vertical. A I'aide de ce bras, on soulève le couvre rigole amont et on le transporte, par simple mouvement de pivotement du bras porteur, dans une position de garage à côté de la rigole. II convient de noter que dans de nombreux halls de hauts fourneaux, il n'est pas facile de trouver une place sur le plancher de coulée pour une telle position de garage.

Problème à la base de l'invention Un problème à la base de la présente invention est de proposer un dispo- sitif de manutention du type décrit plus haut, qui résout dans de nombreux cas le problème de place en ce qui concerne la position de garage pour le couvre

rigole amont.

Description générale de l'invention revendiquée avec ses principaux avantages.

Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par un dispositif de ma- nutention pour des éléments d'une rigole de coulée d'un haut fourneau compre- nant une structure de support agencée à côté de la rigole de coulée, un bras porteur principal connecté à l'aide d'une articulation cylindrique O à la structure de support, un bras porteur secondaire connecté à I'aide d'une articulation cylindrique A audit bras porteur principal et un élément porteur connecté à I'aide d'une articulation cylindrique B au bras porteur principal. Le couvre rigole amont à enlever est alors suspendu à l'élément porteur et est soulevé. Grâce au mécanisme à trois articulations du dispositif selon l'invention, on sait atteindre de nombreuses positions de garages dans lesquelles le couvre rigole amont peut tre déposé. On sait également imposer au couvre rigole suspendu au dispositif différentes trajectoires et orientations pour arriver à sa position de garage, ce qui permet d'éviter plus facilement des obstacles dans t'espace encombré du plancher de coulée. II sera plus particulièrement apprécié que le dispositif selon l'invention permet de déplacer le couvre rigole amont soulevé axialement vers I'aval de la rigole, pour le déposer sur le couvre rigole aval directement adjacent. Dans ce cas, il ne faut plus réserver de position de garage sur le plancher de coulée.

Le transport du couvre rigole amont au-dessus du couvre rigole aval peut tre réalisé de façon très simple en tirant le couvre rigole amont suspendu au dispositif dans I'axe de la rigole de coulée sur le couvre rigole aval. A cette fin on peut par exemple utiliser un treuil dont le câble est fixé à l'extrémité avale du couvre rigole amont. La remise en place du couvre rigole amont au-dessus de la rigole peut alors se faire en utilisant un treuil dont le câble est fixé à l'extrémité amont du couvre rigole amont.

II sera encore apprécié qu'un dispositif selon l'invention, qui permet de déplacer un objet dans I'axe de la rigole de coulée, peut tre utilisé également

pour la mise en place de moules à rigoles à proximité immédiate du four, c'est- à-dire dans un espace qui n'est généralement pas accessible à une grue à pont roulant.

Dans des exécutions plus évoluées, le dispositif selon l'invention est conçu de façon à ce que I'articulation cylindrique B suive automatiquement une trajectoire définie à l'avance et/ou l'élément porteur ait automatiquement une orientation définie à l'avance lorsque le bras porteur principale pivote autour de son articulation cylindrique O.

Une exécution dans laquelle l'élément porteur a automatiquement une orientation définie à l'avance lorsque le bras porteur principal pivote autour de son articulation cylindrique O est la suivante. Un moteur de positionnement (par exemple un moteur pas à pas) est associé à l'articulation cylindrique B, de façon à pouvoir ajuster de façon précise I'angle entre le bras porteur secondaire et l'élément porteur. Un contrôleur détermine alors une valeur de consigne pour le moteur de positionnement, en fonction de la position des deux bras porteurs qui est captée en continu. Si l'on veut par exemple transporter le couvre rigole amont au-dessus du couvre rigole aval, cette valeur de consigne sera détermi- née de façon à ce que l'élément porteur reste sensiblement parallèle à lui- mme lors d'un pivotement du bras porteur principal autour de I'articulation cylindrique O.

Un resultat analogue peut tre obtenu en intégrant dans le dispositif selon l'invention un système de tiges de guidage. (11 sera noté que dans la présente demande l'expression « tige de guidage)) est censée couvrir tout élément rigide connecté entre deux articulations). Ce système de tiges de guidage est conçu de façon à former avec le bras porteur principal, le bras porteur secondaire et l'élément porteur, un mécanisme articulé qui assure que l'élément porteur reste parallèle à lui-mme lors d'un pivotement dudit bras porteur principal autour de ladite articulation cylindrique O.

Un tel mécanisme peut par exemple tre exécuté de la façon suivante. Un levier comprenant un premier bras de levier et un deuxième bras de levier est connecté à l'intersection des deux bras de levier à l'aide d'une articulation A'au

bras porteur principal, ladite articulation A'étant centrée sur ladite articulation A.

Une première tige de guidage est connectée à I'aide d'une articulation H au premier bras de levier et à I'aide d'une articulation 16 la structure de support, de façon à ce que les articulations O, A', H et I soient centrées sur les quatre coins d'un parallélogramme. Une seconde tige de guidage est connectée à I'aide d'une articulation J au deuxième bras de levier et à I'aide d'une articulation K à l'élément porteur, de façon à ce que les articulations A', J, B et K soient cen- trées sur les quatre coins d'un parallélogramme.

Une exécution dans laquelle l'articulation cylindrique B suit automatique- ment une trajectoire définie à l'avance lorsque le bras porteur principale pivote autour de son articulation cylindrique O est la suivante. Un moteur de position- nement (par exemple un moteur pas à pas) est associé à l'articulation cylindri- que A, de façon à pouvoir ajuster de façon précise I'angle entre le bras porteur secondaire et le bras porteur principal. Un contrôleur détermine alors, en fonction de la position du bras porteur principal qui est captée en continu par un capteur, une valeur de consigne pour ce moteur de positionnement et ceci de façon à ce que l'articulation B suive une trajectoire déterminée. Si l'on veut par exemple transporter le couvre rigole amont au-dessus du couvre rigole aval, cette valeur de consigne sera déterminée de façon à ce que l'articulation B suive une trajectoire rectiligne parallèle à la rigole de coulée.

Un résultat analogue peut tre obtenu en intégrant dans le dispositif selon l'invention un système de tiges de guidage formant avec la structure de support, le bras porteur principal et le bras porteur secondaire, un mécanisme articulé qui transforme un pivotement du bras porteur principal autour de son articula- tion cylindrique O en une translation de l'articulation B le long de ladite rigole.

Dans un premier mode de réalisation, un tel mécanisme est conçu de la façon suivante. Une première tige de guidage est connectée à I'aide d'une articulation E au bras porteur principal. Une seconde tige de guidage est connectée à I'aide d'une articulation F au bras porteur secondaire. Une articula- tion G connecte la première tige de guidage à la seconde tige de guidage et est agencée de façon à ce que les articulations A, E, F et G soient centrées sur les

quatre coins d'un parallélogramme. Un rail de guidage impose alors à I'articulation G, lors d'un pivotement du bras porteur principal autour de son articulation cylindrique O, une trajectoire prédéfinie qui résulte dans la trajec- toire requise pour l'articulation B. Si l'on veut par exemple que I'articulation B suive une droite parallèle à I'axe de la rigole de coulée, alors le rail de guidage doit tre un rail rectiligne parallèle à I'axe de la rigole de coulée. II sera noté que dans ce cas on pourra également remplacer le rail de guidage par un moteur linéaire (tel que par exemple un cylindre hydraulique) qui est monté de façon à pouvoir déplacer l'articulation G parallèlement à l'axe de la rigole de coulée.

Dans ce cas, il ne faut pas de moteur pour entraîner le bras porteur principal en rotation autour de son articulation cylindrique O.

Dans un deuxième mode de réalisation, un tel mécanisme est conçu de la façon suivante. Une première tige de guidage est connectée à I'aide d'une articulation O'à la structure de support, de façon à ce que cette articulation soit centrée sur I'axe de rotation de l'articulation cylindrique O. Une deuxième tige de guidage est connectée à I'aide d'une articulation B'au bras porteur se- condaire, de façon à ce que cette articulation B'soit centrée sur I'axe de rotation de l'articulation cylindrique B. Une articulation U connecte la première tige de guidage à la deuxième tige de guidage. Une troisième tige de guidage est connectée à l'aide d'une articulation A'au bras porteur secondaire, de façon à ce que cette articulation A'soit centrée sur I'axe de rotation de l'articulation cylindrique A. Une quatrième tige de guidage est munie d'une articulation U' centrée sur l'articulation U. Une articulation V connecte la troisième tige de guidage à la quatrième tige de guidage. Une cinquième tige de guidage est munie d'une articulation V'centrée sur l'articulation V. Une articulation W connecte la cinquième tige de guidage à la structure de support. Dans ce mécanisme les articulations doivent vérifier les conditions suivantes : a) la distance de I'articulation O à l'articulation A est égale à la distance de l'articulation O à l'articulation U ; b) les articulations A, B, U et V sont centrées sur les quatre coins d'un lo- sange ; et

c) la distance de l'articulation O à I'articulation W est égale à la distance de l'articulation W à l'articulation V.

Description à l'aide des Figures D'autres particularités et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée de quelques modes de réalisation avantageux présentés ci-dessous, à titre d'illustration, en se référant aux dessins annexés. Ceux-ci montrent : Fig. 1 : une vue en coupe montrant de façon très schématique devant un trou de coulée une rigole de coulée, un couvre rigole amont et aval et un dispo- sitif selon l'invention dans deux positions différentes ; Fig. 2 : une vue en plan montrant de façon très schématique une première exécution d'un dispositif selon l'invention ; Fig. 3 : une vue en plan montrant de façon très schématique une deuxième exécution d'un dispositif selon l'invention ; Fig. 4 : une vue en plan montrant de façon très schématique une troisième exécution d'un dispositif selon l'invention ; Fig. 5 : une vue en plan montrant de façon très schématique une quatrième exécution d'un dispositif selon l'invention ; Fig. 6 : une vue en plan montrant de façon très schématique une cinquième exécution d'un dispositif selon l'invention.

Sur les figures, les mmes références désignent des éléments identiques ou similaires.

Sur la Fig. 1 on voit dessiné en coupe, une paroi de haut fourneau au ni- veau d'un trou de coulée 12 et une rigole de coulée 14 associée à ce trou de coulée. La référence 16 identifie un couvre rigole amont, c'est-à-dire qui recouvre la rigole directement en aval du trou de coulée. La référence 18 identifie un couvre rigole aval, c'est-à-dire qui recouvre la rigole en aval du couvre rigole amont 16.

Un dispositif selon l'invention est repéré globalement par la référence 10.

II comprend une structure de support 20 agencée sur le plancher de coulée à

côté de la rigole de coulée 14. Sur la Fig. 1 on voit également un bras de manutention 22, qui est supporté par la structure de support 20 de façon à pouvoir tre déplacé en hauteur, tel qu'indiqué par la flèche 24, et de façon à pouvoir tourner autour d'un axe de rotation « O » sensiblement vertical. Selon un aspect important de la présente invention, le dispositif 10 permet de trans- porter le couvre rigole amont 16 de sa position de service, dans laquelle elle recouvre la rigole 14, dans une position de garage située au-dessus du couvre rigole aval 18 (cette position de garage est indiquée dans la Fig. 1 à I'aide de traits pointillés), et bien entendu aussi de la ramener de sa position de garage dans sa position de service.

Sur la Fig. 2, on voit que le bras de manutention 22 comprend plus préci- sément un bras porteur principal 26, qui est connecté à I'aide d'une articulation cylindrique O à la structure de support ; un bras porteur secondaire 28, qui est connecté à I'aide d'une articulation cylindrique A au bras porteur principal 26 ; et un élément porteur 30, qui est connecté à I'aide d'une articulation cylindrique B audit bras porteur secondaire 28. Le couvre rigole amont 16 est suspendu à t'élément porteur 30.

Un moteur de positionnement 32 (par exemple un moteur pas à pas) est associé à l'articulation cylindrique B, de façon à pouvoir ajuster de façon précise l'angle 34 entre le bras porteur secondaire 28 et l'élément porteur 30.

Un contrôleur 36 détermine alors une valeur de consigne pour le moteur de positionnement 32, en fonction de la position des deux bras porteurs 26,28 qui est captée en continu. Si l'on veut par exemple transporter le couvre rigole amont 16 au-dessus du couvre rigole aval 18, cette valeur de consigne sera déterminée de façon à ce que l'élément porteur 30 reste sensiblement parallèle à lui-mme lors d'un pivotement du bras porteur principal 26 autour de I'articulation cylindrique O.

Un moteur de positionnement 40 (par exemple un moteur pas à pas) est associé à l'articulation cylindrique A, de façon à pouvoir ajuster de façon précise I'angle 42 entre le bras porteur secondaire 28 et le bras porteur princi- pal 26. Un contrôleur 44 détermine alors, en fonction de la position du bras

porteur principal 26, une valeur de consigne pour ce moteur de positionnement 40 et ceci de façon à ce que I'articulation B suive une trajectoire déterminée. La position du bras porteur principal 26 est captée en continu, par exemple par un capteur angulaire captant l'angle 46. Si l'on veut par exemple transporter le couvre rigole amont 16 au-dessus du couvre rigole aval 18, cette valeur de consigne sera déterminée de façon à ce que I'articulation B suive une trajec- toire rectiligne parallèle à la rigole de coulée.

Dans l'exécution de la Fig. 3, on voit que le bras porteur secondaire 28 comprend un bras de levier 50 qui est connecté à I'aide d'une articulation C à une tige de guidage 52, laquelle est connectée par une articulation D à un levier 54. Ce dernier peut tre entraîné en rotation autour de I'axe « O » par un moteur de positionnement 56 commandé par un contrôleur 58 qui détermine, en fonction de la position du bras porteur principal 26, une valeur de consigne pour le moteur de positionnement 56 et ceci de façon à ce que l'articulation B suive une trajectoire déterminée. II sera apprécié que dans cette exécution, le moteur de positionnement 56, qui détermine I'angle 42 entre le bras porteur principal 26 et le bras porteur secondaire 28, peut tre monté dans la structure de support 10.

La Fig. 4 montre une exécution qui n'a pas besoin de moteur de position- nement 32 pour assurer un déplacement parallèle de l'élément porteur 30.

Dans ce dispositif de la Fig. 4, un levier comprenant un premier bras de levier 70 et un deuxième bras de levier 72 est connecté à l'intersection des deux bras de levier 70,72 à t'aide d'une articulation A'au bras porteur principal 26, ladite articulation A'étant centrée sur ladite articulation A. Une première tige de guidage 74 est connectée à t'aide d'une articulation H au premier bras de levier 70 et à I'aide d'une articulation I à la structure de support 20, de façon à ce que les articulations O, A', H et I soient centrées sur les quatre coins d'un parallélo- gramme. Une seconde tige de guidage 76 est connectée à I'aide d'une articula- tion J au deuxième bras de levier 72 et à l'aide d'une articulation K à l'élément porteur 30, de façon à ce que les articulations A', J, B et K soient centrées sur les quatre coins d'un parallélogramme. Le moteur de positionnement 40 associé à l'articulation cylindrique A sert à ajuster I'angle 42 entre le bras

porteur principal 26 et la bras porteur secondaire 28 de façon à ce que I'articulation B suive une trajectoire déterminée (cf. description de la Fig. 2). 11 reste à noter que l'exécution de la Fig. 4 pourrait aussi tre avantageusement combinée avec l'exécution de la Fig. 3.

La Fig. 5 montre une première exécution qui n'a pas besoin de moteur de positionnement 40 pour faire suivre à I'articulation B une trajectoire rectiligne, parallèle à I'axe de la rigole de coulée 14. Une première tige de guidage 80 est connectée à I'aide d'une articulation O'à la structure de support 20, de façon à ce que cette articulation O'soit centrée sur I'axe de rotation de l'articulation cylindrique O. Une deuxième tige de guidage 82 est connectée à I'aide d'une articulation B'au bras porteur secondaire 28, de façon à ce que cette articula- tion B'soit centrée sur I'axe de rotation de l'articulation cylindrique B. Une articulation U connecte la première tige de guidage 80 à la deuxième tige de guidage 82. Une troisième tige de guidage 84 est connectée à I'aide d'une articulation A'au bras porteur secondaire 28, de façon à ce que cette articula- tion A'soit centrée sur I'axe de rotation de l'articulation cylindrique A. Une quatrième tige de guidage 86 est munie d'une articulation U'centrée sur l'articulation U. Une articulation V connecte la troisième tige de guidage 82 à la quatrième tige de guidage 84. Une cinquième tige de guidage 88 est munie d'une articulation V'centrée sur I'articulation V. Une articulation W connecte la cinquième tige de guidage 88 à un bras fixe 90 de la structure de support 20. Si les articulations vérifient les conditions suivantes : a) la distance de l'articulation O à l'articulation A est égale à la distance de l'articulation O à I'articulation U ; b) les articulations A, B, U et V sont centrées sur les quatre coins d'un lo- sange ; et c) la distance de l'articulation O à I'articulation W est égale à la distance de l'articulation W à l'articulation V ; alors l'articulation B suit une trajectoire rectiligne perpendiculaire à la droite OW, si le bras porteur 26 pivote autour de I'axe « O ». Comme décrit plus haut, le moteur de positionnement 32 associé à l'articulation cylindrique B sert à

ajuster de façon précise l'angle entre le bras porteur secondaire 28 et l'élément porteur 30, par exemple de façon à ce que l'élément porteur 30 reste parallèle à lui-mme lors du déplacement rectiligne de l'articulation cylindrique B. II sera noté que le moteur de positionnement 32 pourrait bien entendu tre remplacé par le dispositif de la Fig. 4.

La Fig. 6 montre une deuxième exécution qui n'a pas besoin de moteur de positionnement 40 pour faire suivre à I'articulation B une trajectoire rectiligne, parallèle à l'axe de la rigole de coulée 14. Dans cette exécution, une première tige de guidage 100 est connectée à I'aide d'une articulation E au bras porteur principal 26. Une seconde tige de guidage 102 est connectée à I'aide d'une articulation F au bras porteur secondaire 28. Une articulation G connecte la première tige de guidage 100 à la seconde tige de guidage 102 et est agencée de façon à ce que les articulations A, E, F et G soient centrées sur les quatre coins d'un parallélogramme. Un cylindre hydraulique 104 est monté de façon à pouvoir déplacer l'articulation H parallèlement à l'axe de la rigole de coulée 14.

Un actionnement du cylindre hydraulique 104 provoque un déplacement de I'articulation B selon une trajectoire rectiligne parallèle à l'axe de la rigole de coulée 14. Le mécanisme remplit en outre la fonction d'un amplificateur de course du cylindre 104.11 sera noté qu'il ne faut pas de moteur pour entraîner le bras porteur principal 26 en rotation autour de son articulation cylindrique O.

Dans une variante d'exécution non représentée du dispositif de la Fig. 6, on remplace le cylindre 104 par un rail de guidage pour l'articulation G et on équipe le bras porteur principal 26 d'un moteur apte à l'entraîner en rotation autour de I'axe « O ». Si le rail de guidage est rectiligne et parallèle à l'axe de la rigole de coulée 14, alors la rotation du bras porteur principal 26 provoque un déplacement de l'articulation B selon une trajectoire rectiligne parallèle à I'axe de la rigole de coûtée 14.11 sera apprécié que la solution avec rail de guidage permet d'imposer à l'articulation B une trajectoire plus compliquée, par exemple pour éviter un obstacle lors du transport du couvre rigole amont 16 dans sa position de garage. De mme que dans le dispositif de la Fig. 5, le moteur de positionnement 32 associé à l'articulation cylindrique B sert à ajuster de façon précise I'angle entre le bras porteur secondaire 28 et l'élément porteur 30, par

exemple de façon à ce que l'élément porteur 30 reste parallèle à lui-mme lors du déplacement rectiligne de l'articulation cylindrique B. Reste à noter que le moteur de positionnement 32 pourrait bien entendu tre remplacé par le dispositif de la Fig. 4.

Reste à signaler qu'il n'est pas décrit de système préféré pour soulever et abaisser le couvre rigole 16. Un tel système pourrait comprendre des moyens pour soulever/abaisser l'articulation O dans le support 20, c'est-à-dire pour faire subir au bras porteur principal une translation verticale parallèlement à lui- mme, ou bien des moyens pour soulever/abaisser le bras porteur secondaire 28 par rapport au bras porteur principal 26, ou bien des moyens pour soule- ver/abaisser l'élément porteur 30 par rapport au bras porteur secondaire 28, ou bien des moyens de levage fixés sur l'élément porteur 30. Un tel système pour soulever et abaisser le couvre rigole 16 pourrait cependant aussi comprendre des moyens pour faire pivoter soit la structure de support 20 soit l'un des deux bras porteurs 26,28 autour d'un axe horizontal.