Brevet FR2096965A1 — publié le 19720303

Ltinvention concerne les écrans pour la protection de l?apparedl de chargement dgun haut fourneau contre l'usure, par reduction de liaction des hautes températures sur la trémie L'appareil de chargement dCun haut fourneau comprend un grand cône avec une trémie, situés dans la coupole ou gueulard du haut fourneau L*appareil travaille dans de dures conditions - hautes pressions et températures = etss en cas deapparition diinterstices entre la trémie et le cône, s'use rapidement sous lgaction des courants de gaz entraînant des particules abrasives de la charge à travers ces interstices Ces interstices se forment lors de la marche du haut fourneau par suite de l'échauffement irrégulier de la trémie, qui provoque son gauchissement ou déformation Pour protéger lSappareil de chargement dgun haut fourneau contre les actions thermiques provoquant le gauchissement de la trémie, on a employé le refroidissement par eau, ce qui a compliqué notablement la construction de la trémie I1 sgest avéré que le système de refroidissement par eau neest pas fiable (les tubes étant sujets à des fuites) et, des différences élevées de températures apparaissaient encore dans la trémie, suivant sa hauteur, entre ses portions refroidies et non refroidies > ce qui provoque la déformation. Par ailleurs, dans ce dispositif la vapeur se condense sur la surface froide de contact de la trémie, ce qui agglomère les poussières sur cette surface On a essayé de monter sur le grand cane et la trémie, aux endroits soumis à leaction des hautes températures,des écrans protecteurs (viroles) réalisés en tôle dgacier réfractaire avec une couche d'isolant thermique (voir certificat diauteur Invention d'URSS N 120.224) Mais ces écrans, comportant une couche mince dZisolant thermique qui adhère intimement à la trémie, nVassurent pas une protection suffisamment efficace de il appareil de chargement du haut fourneau contre les actions thermiques, alors quils donnent une augmentation de poids notable et compliquent la construction de la trémie et du grand cane La cause en est que écran est situé d'reetement auprès de la paroi de la trémie, aussi se produitwil un échange thermique assez intense entre l'écran et la trémie Un tel écran ne peut protéger que temporairement l'appareil de chargement contre l'action des hautes températures et des particules abrasives L'épaisseur de la couche d'isolant thermique ne peut être augmentée par suite de l'écartement insignifiant (30 à 40 mm) entre la surface interne de l'anneau dçappua et la surface externe de la trémie de l'appareil de chargement. L'invention supprime ces inconvénients et a pour objet un écran qui assure la protection de l'appareil de chargement des hauts fourneaux contre l'usure par les particules abrasives en diminuant le gauchissement ou déformation de la trémie sous l'action des hautes températures; cet écran est réalisé de façon à ne pas augmenter le poids et à ne pas.compliquer la construction de la trémie et du grand cône, mais à les protéger efficacement contre les actions thermiques et, par conséquent, prévient la formation d'interstices entre la trémie et le grand cône à leur surface de contact, ce qui augmente la durée de service de 11 appareil de chargement entre les réparations et la durée utile d'utilisation du haut fourneau. Dans ce nouvel écran pour la protection de l'appareil de chargement d'un haut fourneau contre l'usure par diminution de l'action des hautes températures sur la trémie, écran réalisé sous la forme d'une virole qui encercle la trémie et qui est scindée suivant la génératrice au moins en deux endroits, suivant l'invention cette virole est fixée par sa partie supérieure à la coupole ou gueulard du haut fourneau, au-dessus des canaux d'évacuation du gaz, et est écartée de la trémie d'une certaine distance, sa partie inférieure étant engagée avec un Jeu de montage minimal sur le rebord inférieur de la trémie. L'écran ainsi réalisé protège efficacement l'appareil de chargement du haut fourneau contre les actions thermiques, ce qui diminue son usure et, par conséquent, crée des conditions pour une durée de service plus longue entre réparations du haut fourneau I1 est avantageux de munir écran, à la partie supérieure de la virole, d'une bride intérieure fixée au moyen de boulons à la coupole du haut fourneau. Cette fixation de l'écran à la coupole du haut fourneau convient pour le mieux aux conceptions connues de hauts fourneaux. I1 est avantageux que l'écran soit muni à la partie inférieure de la virole d'un rebord intérieur > engagé avec un Jeu minimal sur le rebrod inférieur de la trémie. Dans ce cas > une couche plus épaisse de mélange gazeux isolant la trémie contre les actions thermiques est obtenue Pour expliquer l'invention, on décrit plus bas des exemples préférés de réalisation de l'écran avec renvois aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une coupe longitudinale du gueulard du haut fourneau comportant l'appareil de chargement avec écran constitué par une virole conique ; - la figure 2 est une vue en plan de 1 écran de l'appareil de chargement, avec des parties arrachées; et - la figure 3 est une coupe analogue à la figure 1, à échelle agrandie, l'écran étant formé d'une virole cylindrique. Exemple 1 Dans la coupole du haut fourneau 1 (figure 1) se trouve un appareil de chargement comprenant un grand cône 2 et une trémie 3 avec un rebord inférieur 4, maintenue par une couronne porteuse 5. Dans la coupole du haut fourneau 1 sont ménagés des conduits 6 pour l'évacuation des gaz se formant pendant la marche du haut fourneau. L'écran 7 a la forme jeune virole conique avec une bride intérieure 8 à sa partie supérieure. Cette bride 8 est munie de trous 9 (figure 2) pour des boulons 10 (figure 1), indiqués schématiquement, à l'aide desquels l'écran est fixé à la partie supérieure du haut fourneau 1.Pour faciliter le montage, l'écran 7 est scindé suivant la génératrice en deux endroits. I1 encercle la trémie 3 et est fixé au-dessus des conduits 6 d'évacuation du gaz, de façon à ne pas genet la sortie du gaz du haut fourneau 1 Le corps de ltecran (virole) est écarté de la trémie de 50 à 600 mm, et son rebord inférieur est engagé avec un jeu de montage ll minimal sur le rebord inférieur 4 de la trémie 3 Ce jeu doit eAtre aussi faible que possible, de l'ordre de 10 à 35 mm La virole peut être en métal moulé I1 est souhaitable que l enceinte délimitée par la surface interne de la virole et la surface externe de la trémie 3 soit aussi grande que possible çar ellezenferme du gaz s opposant à la transmission rapide de la chaleur d l'écran 7 à la trémie 3 Exemple 2 L'écran réalisé sous la forme dgune virole cylindrique 12 (figure 3), comporte également à sa partie supérieure une bride intérieure 8 avec des trous pour boulons 10, comme dans l'exemple précédent.Le corps de la virole 12 peut avoir n'importe quelle forme, nais la forme cylindrique donne un plus grand écartement par rapport à la surface de la trémie 3, surtout dans sa partie inférieure, et on obtient ainsi une enceinte plus grande de gaz isolant, ce qui diminue la transmission de chaleur de écran vers la trémie 3. A la partie inférieure de l'écran est ménagé un rebord intérieur 13 engagé avec un jeu de montage 11 minimal sur le retord inférieur 4 de la trémie 3. Dans d'autres exemples de réalisation de l'écran, la virole peut être constituée en deux parties ou davantage, fixées par leur sommet à la coupole du haut fourneau. Quand le haut fourneau est équipé d'un écran pour l'appareil de chargement, le processus se déroule de la façon suivante. Les gaz formés pendant la marche du haut fourneau sont à température élevée et entraînent des particules abrasives de la charge. Pour les gaz ascendants, l'écran 7 (virole) fait office de guide les dirigeant vers les conduits 6 du haut fourneau 1. L'écran 7 (virole) subit alors l'action irrégulière des hautes températures et des pressions élevées des gaz. La transmission de chaleur de écran 7 à la trémie 3 est entravée par suite de la présence de gaz dans l'enceinte formée par la surface interne de l'écran 7 et la surface externe de la trémie 3. Le gaz, comme on le sait, a une très faible conductibilité thermique. Quand le haut folxrne2u 1 est équipé dgun écran 12 de forme cylindrique, les résultats obtenus sont meilleurs, car dans ce cas la partie inférieure de la trémie 3 se trouve dans des conditions plus favorables. Pour le reste le processus se déroule de la même façon que dans les deux exemples. Les essais ont montré que l'écran permet d'égaliser la température de la trémie 3 sur sa circonférence. Ainsi, par exemple, la différence de température en différents points de la périphérie de la trémie 3 ne dépasse pas 800C, alors qu'avant le montage de l'écran cette différence atteignait 1600C. En outre > l'écran a permis d'abaisseur la température de la trémie 3 de 120-1500C comparativement à la valeur qu'elle avait quand elle n'était pas protégée par l'écran. Des modifications et variantes peuvent être apportées aux dispositifs décrits,sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Ecran destiné à la protection de l'appareil de chargement d'un haut fourneau contre l'usure, par diminution de l'action des hautes températures sur la trémie, réalisé sous la forme d'une virole encerclant la trémie, virole scindée suivant la génératrice en au moins deux endroits et fixée à sa partie supérieure à la coupole du haut fourneau au-dessus des conduits d'évacuation des gaz et écartée de la trémie d'une certaine distance, caractérisé en ce que la virole est engagée à sa partie inférieure et avec un jeu de montage minimal sur le rebord inférieur de la trémie. 2. Ecran suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, à la partie supérieure de ladite virole, une bride intérieure qui est fixée de manière amovible, par exemple à l'aide de boulons à la coupole du haut fourneau. 3. Ecran suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte, à la partie inférieure de ladite virole, un rebord intérieur engagé sur le rebord inférieur de la trémie.