Brevet FR2012642A1 — publié le 19700320

La présente invention concerne un dispositif de chargement des fours à cuve, de préférence destiné à ceux que l'on charge avec des matières sensibles à l'abrasion, comme les boulettes dites "vertes", mais convenant cependant aussi aux fours à 5 cuve à haute pression. On a l'habitude, en métallurgie, d'équiper le gueulard des fours à cuve, en particulier des hauts fourneaux, des fours à cuve à haute pression et d'autres fours analogues, d'une double fermeture, de préférence composée de deux organes coniques super-10 posés et devant être manoeuvrés isolément, que l'on désigne par le terme de "cloches". Chaque cloche joue alors un double rôle, qui consiste aussi bien à rendre le four étanche, c'est-à-dire à maintenir le gueulard fermé pendant que s'abaisse la charge, qu'à répartir cette charge sur celle que contient déjà le four. La ma-15 tière chargée est amenée aux dispositifs de ce type par des convoyeurs spéciaux d'alimentation. Avec le fonctionnement qui vient d'être décrit, les organes en forme de cloche qui obturent le gueulard à différents niveaux sont manoeuvrés en alternance pour que l'un d'eux au moins 20 tienne le four fermé. Un inconvénient des dispositifs connus de chargement des fours à cuve, qui se manifeste en prédominance dans les grands fours, réside dans la ségrégation forcée de la charge, lors du remplissage, en une partie grossière et une partie fine. 25 La charge, quand on utilise le dispositif décrit, forme en effet un tas annulaire d'allure conique situé, selon le mode de réalisation de ce dispositif, entre le centre et le bord du four. La plus grande partie des fines se trouve alors aux endroits les plus hauts des tas, tandis que la partie grossière se rassem-30 ble dans leurs dépressions. La ségrégation de la charge est d'autant plus forte que sa hauteur de chute est plus grande lors du chargement. Plus la ségrégation est forte à son tour, moins uniforme est la circulation de gaz dans l'entassement de charge que contient four et plus la marche du four est mauvaise. 35 Pour parvenir à une marche régulière, il faut pourtant s'efforcer d'obtenir une répartition uniforme et autant que possible réglable de la charge sur la section du four. Les mêmes inconvénients se rencontrent aussi dans un dispositif connu qui, destiné à charger les fours à cuve, est 40 constitué par un convoyeur d'alimentation sous forme de bande 69 23T0è 2 2012642 et par des organes supérieur et inférieur de fermeture entre lesquels se trouve un distributeur de charge» L'organe supérieur de fermeture y est conformé en trappe, le distributeur en cloche et l'organe inférieur de fermeture en plateau rotatif. 5 On connaît aussi des dispositifs chargeurs qui permet tent d'amonceler au choix la charge au bord ou vers le milieu du four. Le fonctionnement de ces dispositifs est en général compliqué et sujet à perturbation. C'est ainsi qu'on connaît un dispositif composé d'une 10 plate-forme tournante de gueulard et d'un distributeur, également tournant, excentré par rapport à l'axe du four et dont l'embouchure peut prendre un mouvement curviligfie sur la section du four, en vue d'y distribuer uniformément la matière en vrac. Ce dispositif, muni d'une plate-forme ou d'une cuvette 15 rotative pour mieux répartir la charge, dorme bien sûr lieu à des difficultés en ce qui concerne l'étanchéité de la partie rotative du four par rapport à sa partie fixe. Il faut en effet donner à cette étanchéité une forme qui lui permette de supporter aussi bien en sens axial qu'en sens radial les déplacements dus aux 20 dilatations thermiques, et cela ne peut se réaliser qu'à grand-peine dans ce dispositif. On a également déjà tenté d'égaliser l'entassement de la charge dans le four par des organes indépendants du dispositif de fermeture du gueulard, tels : que des blindages de choc ajusta-' 25 bles, des tôles-guide ou d'autres organes analogues. Il est alors défavorable que ces pièces, soumises à forte usure, soient aises en place à l'intérieur du four en des endroits difficilement accessibles ou tout à fait inaccessibles. Le renouvellement de ces pièces est donc difficile et onéreux. 30 II en va de même pour les anneaux d'arrêt placés dans le four en cène étagé en escalier, de façon que l'anneau à plus petit diamètre se raccorde au-dessous de la cloche obturatrice inférieure et que l'anneau à plus grand diamètre soit choisi d'après la configuration la plus grande possible du cène de déversement. On 35 empêche ainsi le roulement prématuré de gros morceaux de la charge sur les surfaces du talus conique de déversement. Dans les dispositifs de chargement des fours à cuve qui fonctionnent comme décrit avec des organes obturateurs coniques, on rencontre un très gros inconvénient dans le fait que les hau-40 teurs de chute habituellement assez grandes conduisent à une forte 69 23106 5 2012642 abrasion et même en partie à la destruction d'une charge fragile ou friable. Les dispositifs ordinaires de chargement des fours à cuve ont en outre en règle générale le défaut de mettre en contact, 5 quand les organes d'obturation s'ouvrent, la charge avec les surfaces desdits dispositifs qui, conformées pour assurer l'étanchéité, s'usent ainsi fortement et deviennent vite non étanehes. Quand il y a chute de pression entre l'enceinte du four et le gueulard, le gaz passe à grande vitesse avec la part à fine 10 granulométrie de la charge sur le bord d'étanchéité lors du premier éventement des organes de fermeture et le balaie, jusqu'à ce qu'il y ait équilibre de pression, en y donnant des rayures souvent importantes» Plus la chute de pression est grande, plus les détériorations qui ont alors lieu au bord d'étanchéité sont impor-15 tantes. Les rayures peuvent prendre des dimensions telles que les organes de fermeture et, notamment, les cloches précitées deviennent très tôt inutilisables. La présente invention a pour but de créer un dispositif à constitution et mode de fonctionnement simples, qui obvie aux 20 inconvénients indiqués du mode de réalisation connu et s'en distingue du reste, à cause de sa simplicité, par une grande longévité et une haute sécurité de fonctionnement. Ce dispositif doit alors être notamment propre à charger des fours à cuve avec une matière très sensible, telle que des 25 boulettes "vertes", tout en ménageant celles-ci. L'invention concerne vin dispositif de chargement des fours à cuve, qui comprend comme il a déjà été dit un moyen transporteur d'alimentation, des organes obturateurs supérieur et inférieur et un distributeur de charge situé entre ces organes et dans 50 un corps qui l'entoure. élément Selon l'invention, le distributeur comporte un/réparti-teur formant un faîte ou une crête sous l'organe obturateur supérieur et l'espace intermédiaire situé au-dessous de cet élément se ferme par des trappes pivotantes. 35 Grâce à ces dispositions, on garde d'une part faible la hauteur dont tombe la charge dans 1'enceinte du corps et on obtient d'autre part,au lieu d'un mouvement en chute libre de la charge immédiatement après son déversement du moyen transporteur, un mouvement plus glissant, boulant et roulant qui ménage dans 40 tous les cas la charge, et cela tant à l'élément répartiteur à BAD ORSGiMÂL 69 23106 4 2012642 crête qu'aux trappes pivotantes qui forment des plans inclinés quand elles sont en position haute. Pour parvenir en outre à distribuer régulièrement la charge dans le four à cuve, dans un mode de réalisation préférable, 5 l'élément répartiteur s'étend avec sa crête le long d'un axe médian du corps et sous le moyen transporteur, au milieu de celui-ci. Les trappes présentent des axes de pivotement parallèles à la crête de l'élément répartiteur situés au-dessous dudit élément et devant tournei/sous lui. 10 La commande des trappes peut alors s'effectuer de manière quelconque. Dans ce mode de réalisation, le corps et le four à cuve doivent bien sûr se correspondre en plan, au moins en ce qui concerne leurs axes de symétrie. Il peut être opportun, pour obtenir une distribution uniforme et sans ségrégation de la charge dans 15 le four, de donner au corps, des deux cêtés des trappes, un évase-ment symétrique en trémie. Si l'on envisage pour ce dispositif un corps à projection horizontale rectangulaire, on dispose la crête de l'élément répartiteur selon son grand axe. Sous cette forme et en combinaison avec 20 les dispositions précédemment décrites, un mode de réalisation, • qui prend en tant que combinaison un intérêt autonome, est caractérisé par l'aptitude du moyen transporteur à se déplacer dans la direction de la crête de l'élément répartiteur. On peut, sans sortir du cadre de l'invention, en quelque 25 sorte multiplier son dispositif, par exemple en juxtaposant dans des corps différents plusieurs éléments répartiteurs à crête, avec leurs trappes pivotantes associées, et en les accouplant par un convoyeur réversible ou une culotte. Les avantages obtenus grâce à l'invention résident sur-JO tout en résumé dans le fait qu'on peut éviter sans peine par ce dispositif les grandes hauteurs de chute lorsqu'on lui amène la • charge et quand on la fait entrer à l'intérieur du four, en ménageant ainsi la ssatière et en empêchant sa ségrégation. La description qui va suivre, en regard des dessins 35 annexés à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 est une coupe d'un dispositif conforme à l'invention, destiné au chargement de fours à cuve. La figure 2 représente le dispositif de la figure 1 en 40 coupe longitudinale. 69 23106 5 2012642 Le dispositif que montrent les figures est destiné à charger des fours à cuve. Il comprend, dans sa constitution de principe, un convoyeur d'alimentation 1 et des organes obturateur! supérieur et inférieur 2,5 entre lesquels se trouve un distribu-5 teur de charge enveloppé par un corps 4. Les organes obturateurs sont des tiroirs 2,5 manoeuvres par des vérins 5,6. On prévoit dans le corps 4, à peu près au-dessous du milieu de l'ouverture du tiroir 2, un élément répartiteur 7 qui S( termine vers le haut en faîte ou crête et sus les côtés duquel la 10 charge qui tombe de l'ouverture dégagée par le tiroir glisse dans l'enceinte du corps. Cet élément J s'approche avec ses faces.latérales obliques très près du tiroir 2, au-dessous de lui. Ce mode de construction permet ainsi de garder d'une part faible la hauteur dont tombe la charge dans l'enceinte du corps et d'obtenir 15 d'autre part pour cette charge, au lieu d'un mouvement en chute libre immédiatement après son déversement du convoyeur 1, ici constitué par une bande, vin mouvement plus glissant, boulant et roulant qui ménage ladite charge. On dispose sous l'élément répartiteur J deux axes de 20 pivotement 8 et 9 qui lui sont parallèles, de façon à le recouvrir comme par un toit, ce qui protège les axes d'une détérioration qu: serait due à la chute de la charge à intervalles réguliers dans l'ouverture dégagée par le tiroir 2. Les axes sont en appui dans les parois frontales du corps 4 et sont rendus étanches à l'atmos-25 phère extérieure par des presse-étoupe 10. Des trappes pivotantes 11 et 12 sont solidaires des axes 8 et 9. Elles peuvent tourner vers le haut jusqu'aux épaulements 13 et vers le bas jusqu'en 14, quand on déplace conformément leurs axes 8,9. Les trappes 11, 12 se manoeuvrent de haut en bas et de 50 bas en haut de préférence à l'aide d'un vérin 15 qui, plus précisément, commande l'un des deux axes 8,9» La marche synchrone des deux axes s'obtient.par interposition d'un engrenage 16 à roues dentées extérieur à l'enceinte. Quand les trappes pivotantes 11 et 12 se trouvent dans 55 la position haute figurée sur le dessin, c'est-à-dire en position de fermeture, elles obturent l'ouverture inférieure 17 située entï l'élément répartiteur 7 à crête et la paroi du corps 4, si bien qu'il est interdit à la charge de parvenir dans la cuve 18 sous-jacente du four. Les trappes 11,12, qui surmontent le tiroir infé-40 rieur 5 barrent le passage à la matière, ne sont pas rendues 69 23106 6 2012642 par conformation étanches au gaz, comme de toute façon chaque élément du dispositif selon l'invention ne joue que le rôle qui lui est dévolu par le chargement. On parvient par là à une sécuité maximale d'exploitation. 5 Le dispositif conforme à l'invention est manoeuvré de telle sorte que le tiroir supérieur 2 s'ouvre d'abord; il est alors prévu un blocage pour que ce tiroir ne s'ouvre que si le tiroir inférieur 3 est fermé et si, également, les trappes 11 et 12 se trouvent dans la position de fermeture dessinée. Ce n'est que 10 lorsque le tiroir 2 est entièrement ouvert que le corps 4 reçoit par l'intermédiaire du convoyeur 1 la charge à travers l'ouverture dégagée par ledit tiroir 2. Les tiroirs 2,3 sont opportunément plats. Cette configuration contribue à satisfaire à l'exigence d'une hauteur de chute 15 aussi réduite que possible. Il n'apparaît normalement pas sur les tiroirs 2,3, certes associés par leur fonction à l'obturation du gueulard, mais ne venant pas au contabt direct du courant de charge, d'usures dues à la matière chargée, comme celles qui se produisent par exemple dans les fermetures à cloche antérieures, pour 20 lesquelles la charge sort à chaque opération de chargement en passant sur les surfaces conformées pour assurer l*étanchéité dans l'enceinte de la cloche. Four éviter cependant de manière extrêmement sûre que la charge détériore les tiroirs 2,3, on associe aussi bien au 25 tiroir supérieur 2 qu'au tiroir inférieur 3 des trémies de garde 19,20 tenant la charge,à son passage des tiroirs, éloignée des ouvertures en gorge qui, situées à la périphérie intérieure desdits tiroirs, permettent la traversée de lèura^plaques. La matière chargée glisse sur les surfaces inollnées du 30 toit de l'élément répartiteur 7 et sur les trappes 11 et 12 adjointes à cet élément, également inclinées vers le bas, et s'aaasse entre trappes et surfaces du toit d'une part et paroi du corps d'autre part. Ce déroulement modéré du déplacement de matière est important surtout pour la charge admise dans l'enceinte du corps 35 au début d'un remplissage, car cette part de charge doit parcourir le chemin le plus grand, à savoir du convoyeur d'alimentation au fond de l'enceinte. Les hauteurs de chute sont de façon correspondante plus petites pour la charge projetée ensuite au cours de la continuation de l'admission de matière. La charge introduite 40 tout d'abord y agit déjà comme couche d'amortissement. 69 25106 7 2012642 La quantité de matière amenée correspond exactement au volume utile du corps 4. On rend ainsi superflu le contrôle de son état de remplissage. Après achèvement de cette opération de remplissage, on ferme le tiroir supérieur 2, puis on ouvre 5 le tiroir inférieur 3. Ce n'est que lorsque ce dernier est entièrement ouvert que les trappes 11 et 12 sont amenées dans la position d'ouverture représentée en tirets sur le dessin. La charge parvient alors par le tiroir 3 ouvert dans la cuve 18 du four. Au bout d'une durée déterminée, calculée pour que tout 30 le remplissage sorte à coup sûr du corps 4 pour parvenir dans la cuve, les trappes 11 et 12 sont d'abord fermées, puis, une fois qu'elles le sont, le tiroir inférieur 3 est amené aussi en position de fermeture. Le corps 4 est désormais prêt à recevoir un nouveau remplissage de matière de chargement. Le déroulement du 15 mode opératoire décrit est rendu automatique et s'effectue toujours dans l'ordre qui vient d'être décrit. bq 23106 8 2012642 REVENDICATIONS lo Dispositif de chargement des fours à cuve, qux comprend un moyen transporteur assurant son alimentation et des organes d'obturation supérieur et inférieur entre lesquels se 5 trouve un distributeur de charge enveloppé par un corps, dispositif caractérisé par le fait que son distributeur est constitué par un élément répartiteur (7) formant une crête, situé sous l'organe d'obturation supérieur (2), l'espace intermédiaire situé sous l'élément répartiteur étant isolé par des trappes pivotantes 10 (11,12). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément répartiteur (7) s'étend avec sa crête le long d'un axe médian du corps"(4) et passe sous le moyen transporteur (l), en son milieu, et que les trappes pivotantes (11,12) 15 présentent sous ledit élément répartiteur des axes de pivotement (8,9) parallèles à sa crête, en devant être mis en rotation sous cet élément, 3» Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé par l'évasement symétrique en trémie du corps (4) des deux 20 cotés des trappes (11,12). 4. Dispositif selon les revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le moyen transporteur d'alimentation (l) se déplace dans la direction de la crête de l'élément répartiteur (7). ' copy '