Brevet FR2128774A1 — publié le 19721020

~1~ 2128774 L'invention concerne un porte-vent pour fours à cuve, en particulier pour haats-fourneaux, muni de comp3nsateurs, pour compenser la dilatation thermique qui se produit et d'un coude qui permet de jeter un coup d'oeil à l'intérieur du four à tra-5 vers un regard. On amène usuellement du vent chaud aux fours à cuve et aux hauts-fourneaux par une circulaire pour vent chaud. La circulaire entoure l'ouvrage du four et présente la plupart du temps des dérivations, appelées porte-vent, réparties uniformément sur la 10 périphérie, qui débouchent dans des tuyères à l'intérieur du four. On comprend que la circulaire et le four à cuve ou le haut-fourneau ont des comportements différents au point de vue dilatation; c'est ainsi par exemple que, lorsqu'on met le four en 15 marche, la température de fonctionnement s'établit très vite dans la conduite de vent chaud, tandis que le four n'atteint que beaucoup plus lentement sa température de fonctionnement. Les conditions sont inversées quand on arrête le four. La température du vent, conditionnée par la chute de température, oscille 20 eQ outre davantage dans le vent. Les températures différentes et les variations différentes de température dans le four et dans la conduite de vent chaud provoquent des dilatations différentes que,dans les fours modernes, on compense par des compensateurs portés par les porte-vent. Le 25 problème se pose, alors que les porte-vent présentent, immédiatement en avant de la tuyère correspondante, un coude prononcé, afin qu'à travers un regard porté par le coude on puisse voir l'intérieur du four, et que par suite chacun d'eux est constitué par un coude et par une pièce intermédiaire ou pièce de liaison 30 avec la circulaire, c'est-à-dire est en plusieurs parties et présente, à cause de son coude, des conditions de dilatation compliquées. Pour en tenir compte, on a déjà essayé de résoudre le problème de la dilatation dans les porte-vent au moyen d'un compen-35 sateur, en disposant un soufflet de dilatation entre deux pièces tubulaires coaxiales. Mais cela suppose un porte-vent en au moins trois pièces et, par suite, une liaison spéciale par brides entre la pièce inférieure de dilatation et le coude, liaison qui présente le danger de défauts d'étanchéité. On connaît aussi une 40 réalisation dans laquelle un soufflet métallique servant de com 72 08234 -2- 2128774 pensateur est disposé, d'une part, entre le coude du porte-vent et la pièce de liaison et, d'autre part, entre la pièce de liaison et la conduite de vent chaud. Mais les deux compensateurs forment des parties soumises à l'usure qu'il faut changer après 5 un certain temps de fonctionnement. Gela est également vrai pour le coude, car son revêtement réfractaire présente quelques* emplacements spécialement soumis à une agression, à l'endroit où il change la direction du vent chaud, et au regard. Comme l'expérience montre qu'on estime en général que les 10 emplacements de perturbâtions, c'est-à-dire les sources de défaut reliées entre elles, ne s'additionnent pas en fréquence, mais entraînent une fréquence de défaut qui va au-delà de la somme des deux fréquences et est souvent égale à leurproduit, on a toujours veillé jusqu'à présent à ce que, pour les porte-vent con-15 nus, les différents emplacements de défaut ne puissent pas agir les uns sur les autres. Les compensateurs et la pièce coudée ont en conséquence été jusqu'à présent des pièces séparées l'une de l'autre et par suite à changer séparément, et le changement de chacune de ces pièces exigeait, outre une mobilisation corres-20 pondante du personnel, fréquemment des dispositifs auxiliaires et outils différents . Les pièces différentes supposent en outre le maintien d'un stock important. On a donc cherché à éliminer les inconvénients ci-dessus des porte-vents connus, en partant de l'idée de diminuer le nom-25 bre des pièces soumises à l'usure. Suivant l'invention,cai atteint ce but avec un seul compensateur, contrairement à l'expérience antérieure, et en disposant le compensateur dans le coude correspondant du porte-vent, contrairement à la multiplication de la fréquence de défaut qui est à craindre quand on combine dif-30 férentes sources de défaut. Ainsi qu'on devait s'y attendre, il n'y a plus alors qu'une partie soumise à l'usure dans les porte-vent. Il est en outre apparu que, d'une façon jusqu'à présent inexpliquée, le compensateur unique a, à cause de sa disposition particulière dans le coude, pour une même durée de vie, 35 au. moins le même effet que les deux compensateurs utilisés précédemment. Les porte-vent ont alors en outre une constitution en deux parties, qui représente une économie notable par rapport aux porte-vent traditionnels constitués d'un plus grand nombre de 40 pièces et augmente la sécurité du fonctionnement, car il n'y a 72 08234 3 2128774 plus besoin de différentes liaisons par brides, qui peuvent facilement être la cause de défauts d'étanchéité. Cela est en particulier vrai pour les fours dits à contre-pression, à pression relativement élevée dans les porte-vent . 5 Le compensateur relie de préférence ensemble les parties disposées concentriquement de la chemise en acier du coude, la partie intérieure pouvant coulisser dans la bride du coude, tandis que la partie extérieure est reliée à la bride. Le coude suivant l'invention est de façon connue fixé par 10 bride à une contre-bride du tube de liaison du porte-vent, des pinces de liaison à segments servant de moyen de fixation,, Ces pinces facilitent la fabrication des porte-vent, car les différents éléments des porte-vent peuvent alors être fixés l'un à l'autre sans trous de vis dans les brides correspondantes et 15 peuvent par suite, pour de mêmes dimensions de porte-vent, avoir un diamètre extérieur beaucoup plus petit. Ces pinces facilitent en outre le montage des porte-vent et le changement des pièces coudées, car leur manipulation est plus simple que celle des vis et écrous ordinaires. 20 Ces liaisons par pinces, dont on peut mettre les pinces sous tension l'une par rapport à l'autre au moyen de clavettes, ont en outre pour effet qu*on peut ameaer le point d'application des pinces au centre de la garniture d'étanchéité ou très près du centre. On réalise ainsi une liaison sans flexion, qui est 25 spécialement avantr.gîuse dans le cas de pressions d'appui élevées. On évite un glissement de la liaison par brides au moyen de gorges taillées dans la masse des brides, et dans lesquelles s'engagent les pinces. 30 Le centrage des brides à fixer l'une à l'autre a lieu au moyen d'axes ou broches de centrage qui s'engagent dans des alésages correspondants. Les alésages sont ménagés soit dans les brides elles-mêmes, soit dans des plaquettes fixées, sur les brides. Le coude possède, conformément à la disposition, suivant 35 l'invention, du compensateur, au moins deux parties se recouvrant l'une l'autre et coulissant l'une par rapport à l'autre par suite de la dilatation thermique. Suivant une autre caractéristique de l'invention, une bague d'étanchéité se trouve entre ces deux parties et remplit leur intervalle. Cette bague empêche que le 40 vent chaud vienne en contact avec le compensateur en forme de 72 08234 -4- 2128774 soufflet et réunissant extérieurement les deuxparties coulissant l'une par rapport à l'autre. Avantageusement, la bague d1 étanchéité contribue en même temps, d'un côté du coude, à 1'étanchéité entre les brides si-5 tuées de ce côté, du fait qu'elle est disposée dans un évide-ment, s'appuyant contre la bride voisine, de la bride appartenant au coude. Un exemple de réalisation de l'invention est représenté au dessin annexé sur lequel : 10 - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale du porte- vent et - la figure 2 est une vue, à plus grande échelle, d'une partie de la figure 1• Le porte-vent représenté au dessin se compose d'un coude 1 15 et d'un tube de liaison 2. Le porte-vent se continue après le coude 1 par un bec de tuyère et une tuyère, non représentés, le tube de liaison 2 constituant la pièce intermédiaire entre le coude 1 et une circulaire 3 pour vent chaud. Le coude 1 et le tube de liaison 2 sont l'un et l'autre constitués par une 20 chemise en acier et un revêtement réfractaire, et les chemises en acier sont pourvues à leur extrémité de brides 4 et 5 et sont reliées ensemble par celles-ci. Le revêtement réfractaire du tube de liaison 2 est peu espacé de celui du coude 1 et a un diamètre intérieur inférieur tel que, malgré l'intervalle en 25 direction axiale entre les deux revêtements en matière réfractaire, le vent chaud sortant du tube de liaison 2 pénètre directement dans le coude • La chemise en acier du coude est en outre constituée par deux parties 6 et 7 reliées par un soufflet métallique 8 compor-30 tant une ou plusieurs (par exemple 3) ondulations et formant compensateur. La partie 6 entoure concentriquement la partie 7 et fait suite à la bride 5 appartenant au coude 1, tandis que la partie 7 pénètre jusque dans la bride 5 présentant à cet effet un alésage suffisamment grand et entoure le revêtement 35 réfractaire du coude 1. Une bague d'étanchéité 9 obture l'intervalle entre la partie 7 et la bride 5. La bague 9 est insérée dans un alésage 10 de la bride 5 et, quand on fixe ensemble les brides 4 et 5, elle est appliquée par la bride 5 contre la bride 4, de sorte qu'elle obture en même temps l'intervalle entre ces deux brides. 40 72 08234 -5- lL u z 2128774 L'étanchéité de l'intervalle entre les brides 4 et 5 est en outre réalisée par une bague d'étanchéité 11 en acier et amiante qui est insérée dans une rainure annulaire 12 de la bride 5. Quand on fixe ensemble les brides 4 et 5, la bride 4 s'enfonce 5 par une saillie 13 dans la bague 11 et réalise ainsi une étanchéité efficace. La fixation, l'une avec l'autre, des brides 4 et 5 a lieu au moyen de pinces de liaison à segments 14 réparties uniformément sur la périphérie et qui s'appuient sur des surfaces 15 10 des brides 4 et 5. Les pinces sont maintenues sous tension l'une par rapport à l'autre au moyen de clavettes 19. Ces pinces 14 permettent de maintenir faiole le diamètre extérieur des brides 4 et 5 et d'amener avantageusement la pression d'appui des brides au centre de la garniture d'étanchéité. En outre, quand on 15 fixe ensemble les brides 4 et 5 au moyen des pinces 14, elles ne glissent pas l'une par rapport à l'autre, car des gorges 16 tournée's dans leur masse leur ménagent des surfaces qui, lorsqu'on les fixe ensemble, s'appliquent contre les pinces et se placent ainsi dans l'alignement l'une de l'autre. 20 Les brides 4 et 5 sont en outre également munies chacune de trois plaquettes 17, réparties uniformément sur la périphérie et présentant des alésages pour des broches non représentées, de sorte qu'avant de serrer ensemble les brides 4 et 5 on peut les centrer avec les broches sur les plaquettes 17. 25 En fonctionnement, pendant lequel le porte-vent s'échauffe jusqu'à environ 1 500°0, le coude 1 compense toutes les dilatations thermiques qui se produisent. Du fait de la dilatation, les parties 6 et7 du coude 1 coulissent alors l'une dans l'autre pour un intervalle suffisant entre la partie 7 avec son revête-30 ment réfractaire et la bride 4 avec le revêtement réfractaire du tube de liaison 2. La bague d'étanchéité 9 coulisse en même temps sur la partie 7) et le porte-vent possède une rigidité propre suffisante pour qu'une chaîne légère 18, fixée à l'enveloppe du four, suffise pour le supporter, contrairement aux porte-vent 35 classiques qui exigent plusieurs éléments de haubannage . 72 08234 - 21287?4 REVENDICATIONS 1.- Porte-vent pon? fours à cuve, en particulier pour hauts-fourneaux, muni de compensateurs, pour compenser la dilatation thermique qui se produit et d'un coude qui permet de jeter un 5 coup d'oeil à l'intérieur du four à travers un regard, caractérisé par le fait qu'il comporte un compensateur dans le coude. 2.- Porte-vent suivant la revendication 1, dans lequel le compensateur relie les parties disposées concentriquement de la chemise en acier du coude, la partie intérieure pouvant coulis- 10 ser dans la bride du coude, tandis que la partie extérieure est reliée à la bride. 3.- Porte-vent suivant la revendication 1, dans lequel le coude est, ie façon connue en soi, fixé au moyen d'une bride à une contre-bride du tube de liaison et les moyens de fixation 15 sont constitués par des pinces de liaison à segments. 4.- Porte-vent suivant la revendication dans lequel les pinces sont mises sous tension l'une par rapport à l'autre au moyen de clavettes. 5«- Porte-vent suivant la revendication 3» dans lequel des 20 gorges sont tournées dans la masse des brides. 6.- Porte-vent suivant la revendication 1, dans lequel le coude comporte une bague d'étanchéité entre les parties se recouvrant et coulissant l'une par rapport à l'autre du fait de la dilatation thermique. 25 7.- Porte-vent suivant la revendication 6, dans lequel la bague d'étanchéité entre les brides servant à fixer le coude est disposée dans un alésage appartenant au coude et appuyant la bague contre la bride voisine .