Brevet FR2029083A1 — publié le 19701016

L'invention concerne une cuve pour traitement métallurgique, notamment un convertisseur d'aciérie^qui est portée par un anneau porteur qui l'entoure et qui comporte une paire de tourillons de culbutement fixés sur cet anneau, permettant 5 un culbutement entre 0 et 360° sur des positions dans lesquelles elle est maintenu au moyen d'éléments transmetteurs de force,qui déterminent l'induction de force entre la paroi de la cuve et l'anneau porteur. On connait une solution qui comporte exclusivement 10 des éléments expansibles placés dans le plan radial et sur de nombreux points de la circonférence, de sorte que la cuve est maintenue dans son anneau porteur dans la position de culbutement voulue, pour la plus grande part, par les éléments expansibles qui absorbent la charge. 15 Une telle suspension de la cuve dans l'anneau porteur peut finalement encore être perfectionnée si l'on prévoit des paliers à rotule spéciaux pour les têtes de serrage des éléments expansibles. L'induction des forces se fait en conséquence ponctuellement sur les points de fixation des consoles destinées aux têtes des éléments 20 expansibles. Un tel mode de construction possède d'importants avantages en ce qui concerne l'aptitude des éléments expansibles à absorber la charge, alors qu'il y a lieu cle remarquer particulièrement que les cuves de convertisseurs de grande dimension pèsent jusqu'à 1000 tonnes et plus, poids qui doit être transmis de la 25 paroi de la cuve sur 1* anneau porteur. Un autre mode de construction connu prévoir sur les faces supérieure et inférieure de l'anneau porteur des montants qui font le tour de la circonférence de la cuve, ces montants étant soudés sur l'anneau porteur et sur la paroi de la cuve. Les montants 30 sont disposés avec un certain écart9de sorte qu'il peut circuler de l'air de refroidissement entre la paroi de la cuve et l'anneau porteur. Le grand nombre des montants peut aussi être remplacé par des anneaux coniques qui sont pourvus d'ouvertures appropriées pour 11 air de refroidissement, de sorte que la température de 35 l'anneau porteur peut être maintenue à un niveau suffisamment bas. Il y a avantage à ce que l'anneau porteur et les tourillons de culbutement ne soient que peu soumis à des efforts dus à la chaleur „ parce que le rayonnement thermique qui est émis par la paroi de la cuve s'applique sans cela seulement sur la face intérieure de 40 l'anneau porteur, de sorte qu'il se produit un important gauchissement de l'anneau porteur qui dans certaines circonstances 69 34171 2 2029083 s*exerce jusque sur 1'entraînement des tourillons de culbutement et y cause des dommages. L'une des solutions connues exige que la cuve et 1 * anneau porteur soient posés aussi rapprochés que possible, pour .5 pas soumettre la paroi à des contraintes dues à des moments de flexion, supplémentaires des forces d'articulation des éléments expansibles. La seconde solution connue en revanche entraine, du fait de la pluralité des montants sur les faces supérieure et inférieure, une certaine rigidité dont souffre le rapport entre la 10 capacité de dilatation radiale de la cuve et sa capacité de dilatation axiale. L'invention a pour objet de réaliser un montage amélioré de la cuve sans que ce montage entraine d'un côté une faiblesse de l'élasticité avec une déficience de l'aptitude 15 à la dilatation dans le sens radial des éléments de liaison entre l'anneau porteur et la cuve. L'objet spécial de l'invention réside aussi dans la possibilité d'absorber favorablement les forces longitudinales et transversales provenant de la charge. Le dispositif de l'invention présente les 20 caractéristiques suivantes : a) sur la face frontale de l'anneau porteur se trouve un anneau qui fait le tour de la cuve, tel que par exemple un anneau conique relié à force avec la paroi de la cuve et avec 1*anneau porteur. 25 b) sur la face opposée de l'anneau porteur sont fixées des consoles dont les éléments de traction, tels que par exemple, des tirants, des éléments expansibles,des câbles de tension, ou autres fs'étendent vers d'autres consoles fixées sur la paroi de la cuve. 50 Les avantages de là combinaison de l'invention ré sident dans l'absorption des forces longitudinales et transversales qui s'établissent dans la position verticale et dans la position horizontale (position ventrale) de la cuve. Cependant, la dilatation radiale de la cuve peut se produire sans résistance, la cuve étant 35 maintenue en toute sécurité, en particulier dans la position verticale, grâce à la liaison obligatoire de l'anneau, et les contraintes de torsion dans la position ventrale "sont absorbées. L'invention réunit ainsi les avantages d'une fixation de la cuve au moyen d'éléments de traction avec l'induction des forces dues 40 à la gravité sur l'enveloppe de la cuve de façon que celle-ci, en 69 34171 3 2029083 position ventrale, soit soumise à des contraintes moindres ou plus favorables que ce n'était le cas jusqu'ici. Dans un mode d'exécution de l'invention, l'anneau conique encerclant présente une inclinaison conique qui correspond 5 au tracé de la paroi d'une cuve façonnée en forme de cône au fond et du côté de la gueule, et est soudé sur la cuve aussi bien que sur l'anneau porteur, ce qui permet, non seulement d'établir d'une façon avantageuse et de vérifier les cordons de soudure, mais aussi de diriger le flux des forces de façon avantageuse sur 10 l'anneau porteur. Si cet anneau se trouve en dessous de l'anneau porteur, il s'établit alors des conditions d'effort simples, l'anneau étant bien adaptéf grâce à sa grande rigidité, à absorber les contraintes de traction ou de courbure qui se produiraient. Suivant l'invention, les consoles fixées à la paroi 15 de la cuve sont montées sur vin anneau qui renforce l'enveloppe de la cuve, et qui sert à répartir sur la circonférence de la cuvé les forces qui attaqueraient autrement d'une façon ponctuelle,et à empêcher, en position ventrale, le fléchissement de la cuve. Une autre particularité de l'invention réside en ce 20que les consoles qui sont sur l'anneau de renforcement de la cuve sont exécutées pour des éléments de traction associés par paires, ce qui évite un effort unilatéral et réalise une compensation des efforts, de sorte que l'anneau de renforcement est soumis aux efforts dans les conditions les plus f avorables. 25 Sur l'anneau porteur est prévue une unique console pour une paire d'éléments de traction, ceux-ci étant fixés de façon appropriée et à une hauteur bien ajustée. l'induction du flux de force de la cuve sur l'anneau porteur se fait de préférence suivant une proposition supplémentaire, 30 en appliquant un anneau de renforcement de la cuve dans la zone de l'anneau qui s'étend sur la circonférence de la cuve, relié avec la paroi de la cuve et avec l'anneau porteur. L'anneau qui encercle la cuve, l'anneau de renforcement et le cordon de soudure que l'on doit appliquer à cet endroit forment, rapporté à la section, un 35point formant neud, particulièrement avantageux pour induire les forces transversales et longitudinales dans les différents cas de charge. Pour le cas oîi dans la partie supérieure de la cuve il ne devrait être induit, en raison de la flexibilité de la 40construction, que des forces transversales, il apparait en outre 69 34171 4 2029083 favorable que,dans le plan de la face frontale de l'anneau porteur, soient montés par paires des éléments de traction, au-dessus et au-dessous de l'axe de culbutement de la cuve qui se trouverait en position ventrale. 5 Les axes de ces éléments de traction appariés s'étendent en outre, suivant une autre proposition, obliquement par rapport à l'axe de la cuve qui se trouve en position ventrale. La description se rapporte à des exemples d'exécution de l'invention représentés aux dessins dans lesquels : 10 - la figure t représente une vue en élévation d'un convertisseur d'aciérie, mais toutefois de la moitié de droite seulement jusqu'à l'axe central de la cuve (axe de symétrie), - la figure 2 est un plan de la figure 1, également d'une moitié symétrique, de sorte que la moitié qui n'est pas 15 représentée correspond à celle qui l'est, - la figure 3 est une vue dans la direction de A de la figure 1, illustrée en coupe. Dans la figure 1, la cuve 1 est constituée par un convertisseur d'aciérie avec un chapeau 2, une partie moyenne 3 20 et un fond 4. La cuve 1 est entourée d'un anneau porteur 5 sur lequel sont fixés les tourillons de culbutement 6 et qui est posé rotatif sur 360° sur un bâti de basculement 7, qui n'est pas figuré. L'exemple d'exécution présente un anneau conique 8 du côté inférieur de l'anneau porteur 5. Cet anneau conique est fixé fortement au 25 moyen de cordons de soudure 9 et 10 avec l'anneau porteur 5, et avec la paroi 11 de la cuve. Au point de rencontre entre l'anneau conique 8 et la paroi 11 de la cuve, la cuve 1 est entourée d'un anneau de renforcement 12 servant de soutien quand l'axe de la cuvs est en position horizontale (position ventrale)» L'anneau conique 20 8 est renforcé à l'intérieur par des nervures 13 qui sont réparties en grand nombre sur la circonférence de la cuve, - Entre la partie centrale 3 de la cuve et le chapeau 2, se trouve également un anneau de renforcement 14, à qui l'on a donné une dimension telle qu'elle permette d'y fixer des consoles 15 sur lesquelles sont articulés, au moyen de têtes 17 de tension, des câbles tendus 16. Les câbles tendus 16 s'étendent tous vers les consoles fixes 18 de l'anneau porteur,auxquelles on a donné une dimension et une forme telles qu'elles reçoivent une paire de 40 câbles tendus 16 ou de têtes de tension 17. 69 34171 5 2029083 Dans la figure 3, les consoles t8 de l'anneau porteur 5 sont illustrées de façon à être reconnues nettement dans leur disposition, par paires par rapport à l'axe central 19 de la cuve t. 5 Dans la figure 3 sont aussi prévus en paires les câbles tendeurs 16 d'une façon analogue à l'illustration de la figure t. Quand la cuve 1 se dilate radialement , sa circonférence s'agrandit avec 1'échauffement de la cuve, en augmentant 10 continuellement, suivant la ligne de dilatation 20 de l'enveloppe 11 de la cuve. De ce fait, la circonférence du chapeau du convertisseur 2 se déplace aussi pour arriver jusqu'à la position dessinée en tirets 21. l'anneau de renforcement 14 se dilate de la même façon et prend la position 22 dessinée en tirets, les 15 consoles 15 qui sont du côté de la cuve se déplacent sur le diamètre et sur la hauteur et prenant la position 23 (fig.t) dessinée en tirets, les câbles tendeurs 16 sont capables de suivre -sans difficulté ce déplacement des points de fixation, tandis que,la paroi 11 de la cuve reste hors de contact avec l'anneau 20 porteur 5. les câbles tendeurs 16 sont reliés avec les consoles 15 et 18, toujours par l'intermédiaire de têtes de tensions spéciales 24, et peuvent être ajustés, par exemple par des douilles vissées l'une dans l'autre, qui sont pourvues de filetages. la disposition des consoles 15 et 18 que montre 25 l'exemple d'exécution, sur la face frontale supérieure 25 de l'anneau porteur 5, peut, dans un cas approprié, être prévue sur la face frontale inférieure 26, si l'anneau conique 8 est soudé à la face frontale supérieure 25. Ce choix se fera suivant les conditions de température qui régneront dans le chapeau du convertisseur. 30 i,es axes des éléments de traction 27 sont disposés en s'étendant obliquement par rapport à l'axe 28 vertical de la cuve qui se trouve en position ventrale. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à 35 partir desquels on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 69 34171 6 2029083 E E Y E I E I 0 A I I 0 H S 10 - Cuve pour traitement métallurgique, notamment convertisseur d'aciérie,qui s1 appuie sur un anneau porteur qui l'entoure^sur lequel sont fixés deux tourillons de culbutement, 5 permettant des positions de culbutement de 0 à 360°, et dans lequel elle est retenue au moyen d'éléments transmetteurs de force qui établissent le clavetage forcé, cuve caractérisée en ce que sur une face frontale de l'anneau porteur se trouve un anneau qui entoure la cuve s par exemple un anneau conique fortement et 10 rigidement relié avec la paroi de la.cuve et avec l'anneau porteur, tandis que, sur la face opposée de l'anneau porteur ^ont fixées des consoles d'où partent dpq -^ments de traction, tels que par exemple des tirants, des éléments expansibles» des câbles tendeurs ou autres, vers d'autres consoles fixées a JLa paroi de la cuve. 15 2° - Cuve métallurgique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'anneau conique encerclant présente une obliquité conique,correspondant au tracé:de la paroi d'une cuve en forme de cône au fond ou à 1'embouchure, et est soudé à la cuve aussi bien qu'à l'anneau porteur. 20 3° - Cuve métallurgique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les consoles fixées à la paroi de la cuve sont montées sur un anneau qui renforce l'enveloppe de la cuve. 4° - Cuve métallurgique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les consoles montées 25 sur l'anneau de renforcement de la cuve sont établies pour des éléments de traction associés par paires. 5° - Cuve métallurgique suivant les revendications 1, 3 et 4, caractérisée en ce--que, sur l*anneau porteur, est prévue une seule console pour une paire d'éléments de traction. 30 6° - Cuve métallurgique suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'un anneau de renforcement de la cuve est iûonté dans la zone de l'anneau qui s'étend sur la circonférence de la cuve, anneau relié à la paroi de la cuve et à 1*anneau porteur. 35 * 7° - Cuve métallurgique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que, sur le plan de là face avant de l'anneau porteur, sont montés des éléments de traction associés par paires, au-dessus et au-dessous de l'axe de culbutement de la cuve qui se trouve en position ventrale. 40 8° - Cuve métallurgique suivant l'une quelconque 69 34171 7 2029083 des revendications de 1 à 7, caractérisée en ce que les axes des éléments de traction s'étendent obliquement par rapport à l'axe vertical de la cuve qui se trouve en position ventrale»