Brevet FR2090225A1 — publié le 19720114

La présente invention a pour objet un appareil répartiteur apte à déposer uniformément les charges telles que minerai de fer, coke, pierre à chaux et similaires, dans un haut fourneau. Dans un haut fourneau dont la cuve a un grand diamètre et dont la capacité de charge, en minerai par exemple, est très forte, il est en général nécessaire de déposer et de répartir ces charges horizontalement dans la section droite du haut fourneau pour régulariser le fonctionnement de celui-ci. Mais, du fait que ces charges sont en général déversées dans le haut fourneau sur le pourtour du cône obturateur de la trémie de chargement, la surface de la charge déposée prend en général une forme conique, le milieu de cette surface et ses parties adjacentes avec la paroi du haut fourneau étant ondulées, à moins que des mesures ne soient prises pour éviter cette mauvaise répartition, et il est difficile d'obtenir des chargements à surface de niveau. Il a été antérieurement proposé de modifier graduellement le point de déversement de la charge au moyen d'une plaque de répartition, soit en modifiant l'inclinaison d'une telle plaque suspendue à un pivot solidaire de l'enveloppe acier du haut fourneau à l'aide d'une tige de poussée agissant sur la partie inférieure de cette plaque, ou bien en faisant varier la position en hauteur d'une plaque de répartition suspendue par une tige et une ceinture à l'aide d'un mécanisme logé dans le gieu-lard du haut fourneau. Mais, ces solutions classiques présentent divers inconvénients. L'élément de suspension de la plaque de répartition et l'élément permettant de faire pivoter cette plaque sont facilement endommagés ou tordus du fait qu'ils sont constamment exposés à la température élevée de l'atmosphère du haut fourneau. Il est extrêmement difficile, sinon impossible, de remplacer la plaque de répartition à des intervalles de temps appropriés, bien que cette opération soit une nécessité du fait de l'usure sévère provoquée sur cette plaque par le choc des charges déversées. D'autre part, l'absorption des forces de choc qui s'appliquent sur la plaque de répartition exige l'installation de dispositifs amortisseurs compliqués, coûteux et gênant le fonctionnement régulier du haut fourneau. De plus, la présence de telles 71 18445 2 2090225 plaques de répartition occupe inutilement une partie du volume intérieur du haut fourneau. La présente invention a pour objet de supprimer les inconvénients ci-dessus des appareils classiques de répartition 5 des charges dans un haut fourneau. La description qui va suivre, et les dessins annexés donnés surtout à titre d'exemples non limitatifs, feront mieux comprendre comment la présente invention peut être réalisée. Sur les dessins annexés : 10 - les figures 1a et 1b sont des coupes axiales explica tives faites dans le gueulard d'un haut fourneau ; - la figure 2 est une vue en élévation de l'appareil de répartition des charges de l'invention ; - la figure 3 est une vue en plan de l'appareil de la 15 figure 2 ; - la figure 4 est une vue en bout de l'appareil de la figure 2; - la figure 5 représente un autre mode de réalisation du système moteur de l'appareil de l'invention ; 20 - la figure 6 est une vue de profil partielle représen tant une plaque de répartition munie d'un revêtement protecteur; - les figures 7(a) et 7(b) sont respectivement une vue en élévation et une vue en bout d'un autre mode de réalisation de l'appareil de l'invention, et, 25 - les figures 8(a) et 8(b) sont respectivement une vue en élévation et une vue en bout d'un troisième mode de réalisation de l'appareil de l'invention. Sur les figures des dessins annexés, les éléments identiques ou se correspondant sont désignés par les mêmes référen-30 ces numériques. Sur les dessins annexés, la référence 1 désigne le cône obturateur de la trémie d'un haut fourneau, et la référence 2 la paroi de ce haut fourneau. Il est prévu dans cette paroi, à un niveau situé au-dessous de l'obturateur de la trémie et au-35 dessus de la surface supérieure de la charge du haut fourneau, une ouverture 3 dont le diamètre est suffisant pour qu'un ouvrier puisse s'y introduire. L'extrémité arrière de l'ouverture 3 est fermée par une plaque amovible 4 qui en assure l'étanchéi-té à l'air. Un support supérieur 5 et deux supports inférieurs 71 18445 3 2090225 6 sont fixés sur la face intérieure de l'enveloppe 2 du haut fourneau à proximité de la périphérie de l'ouverture 3. Un rail horizontal supérieur 7 est fixé directement sous le support supérieur 5, et deux rails horizontaux inférieurs 8 et 8', sont 5 fixés directement sur les supports inférieurs 6 parallèlement aux rails supérieurs 7. Les rails inférieurs sont équidistants du rail supérieur et équidistants du plan vertical passant par celui-ci. La référence 9 désigne un chariot porteur d'une plaque de répartition 10 inclinée à un angle approprié et fixé suj? 10 son avant. Le chariot 9 porte une roue supérieure 11 dans laquelle s'emboîte le rail supérieur 7 et quatre roues 12, deux sur chacun de ses côtés, dans lesquelles s'enboîtent les rails inférieurs 8 et 8'. Ge chariot peut ainsi être déplacé horizontalement dans la direction des rails 7, 8 et 8'. Ainsi qu'on le 15 voit sur la figure 4, les jantes des roues 11 et 12 ont une forme telle que les rails s'y emboîtent exactement pour éviter tout risque de déraillement du chaziot. Un mécanisme moteur 13» fixé sur la plaque de fermeture 4, comprend un cylindre 14 et un piston 15 dont la tige 16 tra-2o verse la plaque 4 et vient se rattacher par son extrémité avant sur l'arrière du chariot, de sorte que lorsque le piston 15 est mis en mouvement par un fluide introduit à une pression appropriée dans le cylindre 14, le chariot 9 se déplace horizontalement en roulant sous les rails 7 et sur les rails 8 et 8'. 25 Les supports 5 et 6 doivent être situés de façon à être hors de contact avec la charge déversée. Il est aussi désirable que des plaques 5' et 6' résistantes à la chaleur soient respectivement prévues sur la surface supérieure du support supérieur et sous la surface inférieure des supports inférieurs pour 30 protéger les pièces mobiles du chariot contre la température élevée des gaz contenus dan3 le haut fourneau. La plaque de répartition 10 peut être profilée de façon appropriée dans sa zone qui reçoit le choc des charges et être munie sur sa partie inférieure la plus avancée dans le haut fourneau d'un revêtement 35 amovible pouvant être remplacé, ce qui augmente sa durée de vie utile. La forme et la matière constitutive des rails 7, 8 et 8' respectivement solidaires des supports 5 et 6 doivent être choisies respectivement telles que la poussière dégagée par les charges ne puisse s'y accumuler et qu'ils dissipent facilement 71 18445 4 2090225 la chaleur qu'ils reçoivent des gaz à température élevée contenue dans le haut fourneau. Il est toujours désirable que ces rails soient maintenus par des attaches amovibles de type courant pour permettre de 5 les remplacer. Des appareils de distribution des charges identiques à celui qui vient d'être décrit sont prévus en nombre approprié sur le pourtour du haut fourneau. Chacun de ces appareils est actionné suivant un programmé prédéterminé, les chariots de 10 deux appareils de répartition adjacents étant alternativement avancés sur une position prédéterminée en direction horizontale au cours du déversement d'une charge. La figure 1 (a) représente l'une des plaques de répartition 10 sur sa position la plus avancée à l'intérieur du haut fourneau. Lorsqu'elle est sur cet-15 te position, la charge tombant de la périphérie du cône de fermeture 1 de la trémie vient la frapper et rebondit en direction du centre du haut fourneau. Lorsque la plaque de répartition est ramenée en arrière à partir de sa position la plus avancée, le point de dépôt de la charge se déplace simultanément du centre 20 du haut fourneau vers sa paroi latérale. Lorsque, vers la fin de la charge, la plaque de répartition est complètement rétractée, comme représenté sur la figure l(b), la charge tombe directement sans la frapper dans la zone périphérique du haut fourneau. Les chocs appliqués sur la plaque de répartition par la 25 charge au cours de son déversement se transmettent aux supports 5 et 6 par les roues 11 et 12 et par les rails 7, 8 et 8', et, par conséquent, n'ont que peu d'effet sur le mécanisme moteur 13 dont les risques de détérioration sont ainsi très faibles. La réparation et le remplacement des diverses parties de l'appareil 50 peuvent s'effectuer par l'ouverture 3 après enlèvement de la plaque de fermeture 4, et l'ouvrier chargé de ces opérations peut les effectuer sans pénétrer dans le haut fourneau. On remarquera que le mécanisme moteur décrit ci-dessus est susceptible d'autres modes de réalisation. Par exemple, le 55 chariot, 9 peut être rais en mouvement par un mécanisme tel que celui représenté sur la figure 5 et qui comprend un bras 18 rattaché au chariot par une bielle 17, un secteur denté 20 fixé sur l'arbre 19 du bras 18, un pignon 21 engrenant avec ce secteur denté et une source de mouvement appropriée imprimant à 71 184^5 5 2090225 ce pignon un mouvement de rotation. Une telle disposition permet d'actionner une pluralité de chariot 9 par une seule et même source d'énergie mécanique. Ainsi qu'on le voit sur la figure 6, il peut être pré-5 vu sur la face supérieure de la plaque de répartition 10 une plaque en matière élastique, amovible et remplaçable, ce qui permet d'utiliser l'énergie du choc de la charge contre la plaque de répartition pour augmenter l'efficacité de la répartition. Ainsi qu'on le voit sur la figure 7, les roues 11 et 12 du cha-10 riot peuvent être remplacées par des patins 23 moins résistants à l'abrasion que les rails sur lesquels ils glissent. Il est aussi possible (figure 8) de monter les roues 11 et 12 sur les supports 5 et 6. Ainsi qu'il vient d'être indiqué, l'appareil de réparti-15 tion des charges dans un haut fourneau comprend une plaque de répartition de la charge située au-dessous du cône de fermeture de la trémie et au-dessus du niveau de la surface supérieure de la charge et inclinée à un angle arbitraire, des éléments solidaires de la paroi du haut fourneau qui guident cette plaque de 20 répartition dans ses mouvements horizontaux et un mécanisme moteur qui imprime à la plaque de répartition un mouvement alternatif le long de ses éléments de guidage. Un tel appareil présente divers avantages : la plaque de répartition mise en mouvement horizontal sur ses éléments de guidage par le mécanisme mo-25 teur fait déplacer progressivement le point de dépôt de la charge dans le haut fourneau, de sorte que cette charge y est déposée uniformément ; il évite par conséquent l'emploi de l'élément tournant ou de la poutre de suspension prévus dans les appareils antérieurs pour faire varier l'inclinaison de la plaque 30 de répartition, et peut donc être d'une construction simple, quoique robuste ; et il permet d'utiliser à plein le volume intérieur du haut fourneau en raison de son faible encombrement à l'intérieur de celui-ci. 71 18445 6 2090225 v - EEVENDICATION_- Appareil de répartition des charges dans un haut fourneau, caractérisé en ce qu'il comporte : une plaque de répartition de la charge inclinée à un angle prédéterminé et située à un niveau inférieur à celui de la périphérie du cône de ferme-5 ture de la trémie mais supérieur à celui de la surface de la charge déposée et des éléments de guidage solidement rattachés à la paroi du haut fourneau et aptes à guider cette plaque de répartition dans ses mouvements horizontaux et un mécanisme moteur qui imprime à cette plaque de répartition des mouvements de va-10 et-vient le long des éléments de guidage.