Brevet FR2128050A1 — publié le 19721020

La présente invention concerne l'alimentation en métal d'installations métallurgiques nécessitant pour leur fonctionnement un débit régulier de métal liquide. De telles installations peuvent par exemple être des ensembles a'affinage au métal ou de coulée» 3 On connaît aajè un certain nombre ae réalisations visant à obtenir je résultat. L'une d'elles consiste à alimenter un récipient intermédiaire au moyen d'une poche de grande capacité dont le fond est équipé d'une busette susceptible d'être ouverte ou fermée au moyen d'une quenouille. Le récipient Intermédiaire est monté sur un ensemble de pesée et comporte à sa partie In-10 férieure un orifice d'écoulement constitué par une busette calibrée. La régularité du débit est obtenue en maintenant le niveau ae métal, dans le récipient intermédiaire, entre deux limites déterminées. La pesée continue ae ce récipient permet de déceler tout écart de débit par rapport à la valeur désirée et de ramener le débit s ladite valeur désirée en modifiant la posi-15 tion des limites de niveau dans le récipient intermédiaire«On conçoit que l'on peut ainsi corriger dans une certaine mesure les variations de débit provoquées par une modification du diamètre de l'orifice de coulée. 11 est également évident que pour des modifications importantes du diamètre, il n'est plus possible de ramener le débit à la valeur désirée» Par ailleurs la fiabilité 20 du dispositif est liée è. la tenue de la quenouille et des sièges de busette. L'usure de la busette, si elle n'est pas un obstacle pour des fonctionnements limités dans le temps, peut devenir préoccupante si l'on envisage des marches de longue durée pouvant atteindre une semaine. De plus, on est à la merci de la formation de loups dans les busettes, ou à la sortie de celles ci, qui mo-25 difient profondément les conditions d'écoulement et entraînent parfois l'arrêt de l'alimentation. On connaît par ailleurs des dispositifs pour couler dans des moules des quantités mesurées de métal comprenant des récipients intermédiaires que l'on remplit de métal et que l'on vide par basculement. La masse de métal est déterminée par la pesée des récipients intermédiaires. Ce-30 pendant, ces dispositifs ne travaillent que de façon discontinue et ne permettent aucunement d'assurer un débit continu et régulier de métal liquide. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des ensembles d'alimentation continue comportant des orifices d'écoulement et de fournir un procédé et des moyens pour obtenir, à partir de récipients bascu-35 lants, un débit déterminé et régulier de métal pendant des durées prolongées. A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé pour alimenter avec un débit de métal sensiblement constant une installation métallurgique à partir d'au.moins deux récipients intermédiaires basculants. Selon ce procédé : 40 - on bascule un récipient intermédiaire plein, de manière à obtenir un BÀD ORl(5W% 71 07098 2 2128050 débit de métal ; - on pèse constamment le récipient en cours de basculement, et on détermine le débit de métal s'écoulant de ce récipient ; - on compare le débit de métal à une grandeur de référence représentant 5 le débit de métaj. prévu ; - on élabore un signal d'écart correspondant aux variations éventuelles de aebit ; - on agit sur ia vitesse ae basculement du récipient intermédiaire en •ours ae aeversement de manière à ramener le signai a1écart à une valeur sen- :C sibiement nulle ; - on arrête le basculement au récipient intermédiaire en cours de déversement et on déclenche le basculement d'un récipient plein lorsque le récipient en ■jours de déversement atteint un critère de vidange prédéterminé• Egalement, .selon l'invention, on détecte l'apparition au débit de métal O hors du récipient en aébut de basculement et on élabore un signal que l'on utilise pour commander l'annulation du débit ae métal hors de la poche en fin Une autre mise en oeuvre ae l'invention consiste à utiliser le signal 20 correspondant à l'apparition du débit de métal pour arrêter le basculement du récipient, celui ci continuant à se vider à débit décroissant, pour déclencher la sommation des débits s'écoulant temporairement des deux récipients et pour commander la prise en charge par l'installation de régulation du récipient en début de basculement. Dans ce mode de mise en oeuvre, on assure 25 la régulation du débit en agissant sur le débit de métal s'écoulant hors du récipient en début de basculement. On peut utiliser comme critère d'arrêt du basculement aussi bien une limite de poias des récipients qu'une position géométrique des récipients. L'invention a également pour objet un dispositif comprenant des moyens 30 pour détecter l'apparition du débit de métal se déversant hors des récipients régulateurs, des moyens pour déterminer le débit de métal s'écoulant du récipient en cours de déversement, des moyens pour fournir une référence correspondant au débit prévu, des moyens pour élaborer un signal d'écart par comparaison du débit réel avec le débit prévu, des moyens pour agir sur la vi-35 tesse de basculement des récipients intermédiaires. On comprend que le demandeur a essayé de supprimer de son dispositif tout orifice de coulée et d'éviter, par là même, tout risque d'arrêt provenant d'une détérioration de ceux ci. Si la fiabilité de l'ensemble est assurée, la régularité du débit s'avère plus délicate par suite du déversement du métal par 40 basculement du récipient. Le demandeur a donc été amené à concevoir un pro- BAD ORIGINAL 71 07098 3 2128050 cédé d'alimentation dans lequel on contrôle de façon très soignée le débit du métal, de manière à rattraper rapidement les variations possibles du débit. Pour obtenir un débit continu de métal liquide, par exemple à partir d'un récipient métallurgique de grande capacité, on alimente alternativement 5 au moins deux récipients intermédiaires que l'on vide par basculement l'un après l'autre. La mise en oeuvre de deux récipients de capacité plus réduite permet d'une part d'obtenir une régulation précise, et, d'autre part, de disposer du temps de vidange d'un récipient pour procéder à la mise en place ou au remplissage d'un second récipient intermédiaire. On comprend que, 10 connaissant le temps de mise en place ou de remplissage, on peut dimension-ner la taille des récipients intermédiaires de façon à permettre, pendant la vidange de l'un d'eux, le remplissage ou la mise en place d'un autre récipient intermédiaire plein. Aucune interruption n'apparaît donc dans le processus qui réalise une alimentation continue en métal. 15 L'invention sera d'ailleurs mieux comprise grâce à la description qui suit, donnée en regard des planches de dessin sur lesquelles : - la figure 1 représente un schéma montrant une implantation possible du dispositif ; - la figure 2 montre un schéma de principe de la régulation du débit ; 20 Sur la figure 1 on a représenté, très simplifiée, une implantation possible d'un dispositif d'alimentation, comportant une poche primaire 1 qui alimente deux récipients intermédiaires 2 et 3» Sur le schéma, la poche 1 est placée sur un basculeur et se déverse dans un chenal d'orientation 4 qui permet d'envoyer le métal dans l'un ou l'autre des récipients intermédiaires. 25 Dans la position représentée, le récipient 2 est en cours de remplissage par 11 intermédiaire du conduit 4 et le récipient 3 en cours de vidange alimente une installation d'affinage continu par l'intermédiaire d'un chenal à deux branches 5. On comprend que la poche d'alimentation 1 doit pouvoir remplir alternativement des deux récipients régulateurs 2 et 3. Dans la solution re-30 présentée, cet aiguillage du métal est obtenu par un chenal orientable, mais on pourrait le réaliser en déplaçant une poche suspendue à tin pont, ou se déplaçant sur des rails. Pour surveiller la régularité du débit, les récipients 2 et 3 sont pesés pendant leur déversement par des moyens connus non représentés. Le basculement peut être effectué de diverses manières, par exemple 35 par un treuil ou par des vérins hydrauliques. En se reportant à la figure 1, on comprend très bien que la continuité du débit est assurée par le remplissage alterné des récipients intermédiaires et le basculement de l'un d'eux pendant le remplissage de l'autre. Lorsque la poche d'alimentation 1 est vide, elle est remplacée par une autre, les 40 capacités des trois récipients étant déterminées pour que ce changement, de 71 07098 2128050 même que le remplacement éventuel d'un récipient intermédiaire, puisse se faire sans interruption de débit, c'est à dire pendant le temps de vidange d'un récipient intermédiaire. Pour assurer ion débit de métal connu et régulier, on pèse les récipients 5 régulateurs, ce qui permet, au cours de la vidange, de connaître à chaque instant le poids de métal écoulé et de calculer le débit de métal» Ensuite, dans un dispositif de régulation, on compare ce débit à un débit de référence et on asservit la vitesse de basculement à l'écart éventuel qui peut exister entre ces deux débits, de façon à l'annuler. Il est évident que l'on peut uti-10 User, comme paramètre de référence, toute grandeur liée au débit sans rien changer au principe de régulation» Quand un récipient intermédiaire est presque vide, un signal, par exemple un poids minimal atteint, déclenche automatiquement le basculement du second récipient intermédiaire. Ce basculement est réalisé à grande vitesse jus-15 qu'à ce que l'écoulement de métal soit détecté par des organes appropriés, comme par exemple des cellules photoélectriques. A ce stade, on peut alors envisager deux manières de procéder. Soit que l'excitation des moyens de détection de débit provoque, d'une part, l'annulation du débit du récipient intermédiaire en fin de déversement, 20 par exemple en déclenchant un retour rapide en arrière dudit récipient, et d'autre part la prise en charge par la régulation du second récipient en début de déversement» Dans ce cas, il y a donc Interruption totale d'un débit de métal et remplacement par un autre» Soit que l'excitation des moyens de détection de débit provoque, d'une 25 part le simple arrêt du basculement du récipient en fin de déversement - ce dernier continuant à se vider à débit décroissant - et d'autre part la prise en charge du second récipient en début de déversement ; pendant quelques instants (jusqu'à l'arrêt du débit du premier récipient), la régulation agit de façon à ce que la somme des deux débits soit égale au débit de référence : 30 il y a chevauchement des deux basculements» On décrira maintenant, en se reportant à la figure 2, le dispositif de régulation. Sur la figure 2, représentant schématiquement le circuit de régulation, on a séparé celui ci en deux ensembles, le premier assurant la régulation 6, 35 et le second le basculement d'un récipient intermédiaire 7» Cette partie, de même que la pesée 8, est propre à chaque récipient et existe en autant d'exemplaires qu'il y a de récipients intermédiaires. Les moyens de pesée 8 fournissent constamment le poids du récipient en cours de vidange, donnée qui est introduite dans l'ensemble de régulation 6 par l'intermédiaire d'un décomp-40 teur 9 qui fournit un signal représentant le poids de métal écoulé. Par ail 71 07098 5 2128050 leurs, on envoie dans l'ensemble de régulation une grandeur de consigne de débit 10 qui fournit, par l'intermédiaire d'une horloge 11, le poids de métal prévu pour l'alimentationo Ces deux grandeurs, poids de métal prévu et poids écoulé, sont introduites dans un compteur différentiel 12 qui élaboré re un signai a'éeart, traîté ensuice par un régulateur à action proportion-nexie intégrale et, dérivée 13 qui fournie une tension qui, comme on le voit, s'additionne.à la tension de consigne en 14» Cette tension est appliquée à l'ensemble du basculement qui comprend un variateur 15, un moteur 16 qui commande le basculement de la poche 17» On comprend aisément que tout écart du 10 débit de métal mesuré par rapport à la grandeur de consigne entraîne une variation appropriée de la tension d'alimentation du moteur commandant les moyens de basculement de manière à annuler l'écart de débit enregistré. Dans le cas où deux débits.de métal coexistent momentanément, on introduit dans l'ensemble de régulation la somme des deux débits et on régule le débit en 15 agissant sur le débit de métal s'écoulant au récipient intermédiaire en début de basculement. On notera que ce dispositif d'alimentation en métal, et l'ensemble de régulation, est susceptible de fonctionner quelle que soit la forme des récipients intermédiaires et qu'ils permettent de compenser toute variation de 20 leur forme intérieure qui pourrait survenir par usure des réfractaires. 71 07098 6 2128050 REVENDICATIONS 1. - Procédé pour alimenter, avec un débit de métal sensiblement constant, une installation métallurgique à partir d'au moins deux récipients intermédiaires basculants, procédé caractérisé en ce que : 5 - on bascule un récipient intermédiaire plein, de manière à obtenir un débit de métal ; - on pèse constamment le récipient en cours de basculement, et on détermine le débit de métal s'écoulant de ce récipient ; - on compare le débit de métal à une grandeur de référence représentant 10 le débit de métal prévu ; - on élabore un signal d'écart correspondant aux variations éventuelles de débit ; - on agit sur la vitesse de basculement du récipient intermédiaire en cours de déversement de manière à ramener le signal d'écart à une valeur sensible- 15 ment nulle ; - on arrête le basculement du récipient intermédiaire en cours de déversement et on déclenche le basculement d'un récipient plein lorsque le récipient en cours de déversement atteint un critère de vidange prédéterminé. 2. - Procédé selon la revendication 1 caractésisé en ce que l'on détec-20 te l'apparition du débit de métal hors du récipient en début de basculement, on élabore un signal au moment de l'apparition du débit de métal et l'on déclenche, par ce signal, l'annulation du débit de métal hors du récipient en fin de basculement et la prise en charge par l'installation de régulation du récipient en début de basculement. 25 3« - Procédé selon la revendication 1 caractésisé en ce que l'on détec te l'apparition du débit de métal hors du récipient en début de basculement, on élabore un signal au moment de l'apparition du métal liquide, et, au moyen de ce signal, on commande l'arrêt du basculement dudit récipient, le métal con- • tinuant à se vider à débit décroissant, on déclenche la sommation des débits 30 s'écoulant des deux récipients intermédiaires, et la prise en charge par l'installation de régulation du récipient en début de basculement, et ence que l'on régule le débit total en agissant sur le débit du récipient pris en charge par la régulation. 4. - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le critère 35 pour arrêter un récipient en cours de basculement est un poids déterminé dudit récipient. 5. - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le critère pour arrêter un récipient en cours de basculement est une position géométrique dudit récipient. 40 6. - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendica 71 07098 7 2128050 tions précédentes caractérisé en ce qu'il comprend : - des moyens pour détecter l'apparition du débit- de métal se déversant hors des récipients régulateurs, - des moyens pour déterminer le débit de métal s'écoulant du récipient 5 en cours de déversement, - des moyens pour fournir une référence correspondant au débit prévu, - des moyens pour élaborer un signal d'écart par comparaison du débit réel avec le débit prévu, - des moyens pour agir sur la vitesse de basculement des récipients in-10 termédiaires•