Brevet FR2165737A1 — publié le 19730810

La présente invention concerne un dispositif de chargement de hauts fourneaux, plus particulièrement destiné aux hauts fourneaux de grand diamètre de haut de cuve. les hauts fourneaux modernes de grosse production sont caractérisés par des diamètres de haut de cuve importants, pouvant atteindre 8 à 12 mètres, et par des pressions élevées au gueulard, de 11 ordre de i kilo par cm2 et plus; les dispositifs de chargement utilisés jusqutà présent sont en général de révolution et sont disposés dans l'axe du haut fourneau. Ils comportent un organe essentiel connu sous le nom de "grande cloche" qui sert à la fois, en position relevée à maintenir l'étanchéité contre la pression dans le gueulard, et en position abaissée à répartir les matières chargées dans le haut fourneau. Le dispositif de chargement comporte également divers organes bien connus des spécialistes, permettant de répartir les charges de façon plus ou moins centrale ou périphérique. Lorsque le haut fourneau atteint des diamètres de haut de cuve importants, il devient beaucoup plus difficile d'obtenir l'é- tanchéité sur toute la périphérie de la portée de grand diamètre entre la grande cloche et le haut du gueulard ; il faut pour celà mettre en oeuvre des techniques délicates et conteuses; De mdme la grande cloche, qui supporte toute la charge des matières, doit Outre de dimensions très importantes quand le diamètre du haut fourneau est lui-meme important ; elle est en outre soumise à une abrasion considérable du fait de la chute et du glissement des matières, et il est donc nécessaire de la remplacer périodiquement. Le remplacement de la grande cloche, et généralement de la trémie sas qui la surmonte, exige un arrêt assez long de l'exploitation, et nécessite un pont de démontage important, capable de transporter de grosses charges. Toute diminution de diamètre de la grande cloche et de sa trémie risque de conduire, pour un haut fourneau de grande capacité et de grand diamètre, à une mauvaise répartition des matières dans la cuve ; elle obligerait aussi, pour conserver une capacité suffi sante à la trémie, à en augmenter la hauteur et augmenter ainsi la hauteur que doit atteindre le transporteur d'alimentation des matières. La présente invention remédie à ces inconvénients par la réalisation d'un dispositif de chargement de haut fourneau de moindre encombrement en hauteur que les dispositifs habituels permettant le remplacement d'organes importants en utilisant des moyens de manutention limités, et sans obliger à une interruption totale dtex- ploitation. L'invention s'applique à un dispositif de chargement par trémie sas, munie d'un clapet mobile inférieur entre la trémie et le haut fourneau et d'un clapet mobile supérieur entre la trémie et le dispositif d'amenée des matières. Selon l'invention le haut de cuve du haut fourneau est muni d'une série de trémies sas régulièrement réparties autour de l'axe du haut fourneau, comportant chacune une conduite verticale indépendante de descente des matières dans le haut fourneau, chaque trémie sas étant associée à un volet de répartition orientable, disposé à l'intérieur du haut fourneau et au-dessous de la conduite de descente de la trémie sas correspondante, chaque trémie sas comportant par ailleurs une trémie de remplissage, située au-dessus du clapet supérieur, adjacente de part et d'autre à la trémie de remplissage de la trémie sas voisine, l'ensemble des parties supérieures de toutes les trémies de remplissage formant ainsi une trémie annulaire divisée radialement en autant de compartiments que de trémies sas correspondantes, et, toujours selon l'inventionS le dispositif ramenée des matières déverse les produits dans l'axe du haut fourneau, sur un distributeur orientable de déversement dans la trémie annulaire. L'invention va maintenant outre décrite avec plus de détails en se référant à un mode de réalisation particulier donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés. La fig. i est une coupe axiale schématique de la partie supérieure d'un haut fourneau muni d'un dispositif de chargement selon l'invention. La fig. 2 est une vue de dessus du mOme haut fourneau. La figo 3 représente le détail d'un volet de répartition. La fig. 4 illustre les possibilités de démontage rapide des divers volets et clapets de l'installation. En se référant aux figures 1 et 2, le haut de cuve du haut fourneau 1 est muni de 8 trémies sas 2 comportant chacune une conduite coaxiale verticale 3 de communication avee l'intérieur du haut fourneau0 Toutes les trémies 2 sont régulièrement réparties autour de l'axe du haut fourneau. Chaque trémie est munie dtun clapet supérieur 5 porté par un bras 6 articulé en 7 autour d'un. axe horizontal. De mEme à sa partie inférieure chaque trémie est muni, e d'un clapet 9 porté par un bras 1O articulé en i1 autour d'un axe horizontal.La rotation des bras 6 et 10 autour de leurs axes 7 et Il est commandée par un dispositif extérieur, qui n'a pas été représenté sur les dessins pour en simplifier le tracé, et surtout parce qu'il s'agit là de dispositifs tout à fait classiques, qui peuvent étre mécaniques, électriques, pneumatiques ou hydrauliques. Les clapets 5 et 9 sont représentés en traits pleins sur le dessin dans leur position d'obturation, et en traits pointillés dans leur position d'ouverture. On voit que dans cette position d'ouverture 11 ensemble du clapet 5 et de son bras 6 viennent se loger dans un caisson spécial 12. De meme le clapet 9 et son bras il, en position d'ouverture, viennent se loger dans le caisson 13. Chaque trémie sas est raccordée par une conduite 15 et une vanne 16 à un dispositif de mise en compression, et par exemple umerepriae igaz comprimé. De meme chaque trémie est munie d'une vanne de décompression 17 reliée par la conduite 18 à l'intérieur de la trémie. Chaque trémie sas est surmontée d'une trémie de remplissage 20 dont les bords supérieurs radiaux sont jointifs avec ceux des trémies adjacentes. L'ensemble des trémies de remplissage 20 constitue donc une couronne circulaire continue divisée en autant de compartiments que de trémies sas. L'alimentation générale du haut fourneau est assurée par la bande transporteuse principale 21 assurant la liaison entre lten- semble de préparation et de pesage des charges et le gueulard du haut fourneau. La bande transporteuse 21 déverse les matières dans une trémie axiale 22 d' ou' elle tombe sur une bande transporteuse 23. La bande transporteuse 23 est montée sur un cassis tournant 24, et peut donc ainsi prendre toutes les positions diamétrales par rapport à la couronne de trémies 20. Â chaque trémie sas 2 est associé, à l'intérieur du haut fourneau, un volet orienteur 26, disposé juste au-dessous de la conduite de déversement 3, et symétriquement par rapport au plan diamétral du haut fourneau passant par l'axe de la trémie sas. Le volet 26 est orientable autour d'un axe horizontal d'articulation 27, disposé dans un logement 29. La manoeuvre d'orientation du volet 26 autour de son axe 27 est bien entendu commandée par un dispositif extérieur du mdme genre que celui de commande des clapets 5 et 9. En se référant à la figure 3, on verra que le volet est constitué par un cassis support 28 lié à l'axe 27 par les bras 29, et -7ecouvert par un revêtement profilé 30. Le revttement 30, soumis à l'abrasion des matières pénétrant dans le haut fourneau, est interchangeable. L'axe 27 et ses tourillons, ainsi que le chassies support 28 sont refroidis par circulation interne d'eau. On voit que le chargement du haut fourneau au moyen du dispositif qui vient d'être décrit peut se faire, soit en faisant tourner continuellement le chtsssis 24 support de la bande transporteuse 23, et en répartissant ainsi les matières également dans toutes les trémies sas à la fois,-soit en maintenant la bande transporteuse 23 en face d'une trémie 20 déterminée pour remplir complètement la trémie sas correspondante avant de passer à la suivante, suivant un programme pré-déterminé. De même le vidage de l'ensemble des trémies sas dans le haut fourneau par ouverture du clapet inférieur peut se faire soit en même temps, soit en fonction de séquences préétablies. On notera aussi que le profilage particulier du revêtement du volet 26, associé à la possibilité de pré-sélectionner des inclinaisons différentes du volet sur lthorizontalX permet d'éviter la formation de tas de matières sous chaque trémie sas, et d'as urer une répartition de révolution des matières autour de l'axe du haut fourneau. Le dispositif qui vient d'être décrit présente l'avantage que l'étanchéité du gueulard est obtenue sur des clapets de petites dimensions, et situés hors du haut fourneau. Ceci présente en particulier ltavantage que les clapets sont facilement remplaçables, et la figure 4 montre que les clapets 5 et 9 peuvent être facilement extraits de la trémie 2, par simple démontage de la paroi 32 ou 33 des logements 12 ou 13. On verra sur la même figure que le démontage de la paroi 34 du logement 29 permet, de la m8me façon, le remplacement dtun volet 26. Les trémies sas 2 sont de dimensions réduites par rapport à une trémie tunique, et on peut donc procéder à des échanges standards rapides en cas de détérioration. Pour cela il ntest pas besoin de disposer de ponts lourds pour manutention de grosses charges. On peut ainsi stocker une ou deux trémies sas de réserve sur le plancher même du gueulard. Dans le cas du remplacement d'une trémie sas complète par une autre, le volet orienteur 26 peut être placé pratiquement à l'ho- rizontale et, en servant de support à un bouchon de terre, assurer tme étanchéité suffisante pendant l'opération d'éehange de trémies. On verra encore que cette disposition nécessite une distance notablement plus faible que dans les autres systèmes entre le niveau des charges dans la cuve et le niveau d'arrivée de la bande principale d'alimentation du gueulard. On peut donc ici élever les matières moins haut que dans les systèmes classiques, et ceci représente une économie énergétique sensible. En outre le coefficient d'atilisation de la bande principale d'alimentation du gueulard est nettement meilleur que pour un gueulard conventionnel, puisque la bande peut continuer à fonctionner de manière utile en amenant des matières dans certaines trémies pendant que l'on effectue le vidage des autres trémies dans leFaut fourneau. La bande transporteuse peut donc être réalisée avec une largeur moindre ou avec une vitesse de transport moindre. Enfin le dispositif, objet de ltinvention permet de disposer de paramètres de réglage de chargement plus nombreux et plus efficaces. On peut, en effet, douer sur les séquences de remplissage et de vidage des trémies sas, sur l'inclinaison des volets orienteurs, ou encore procéder par chargement mixte ou inégal des diverses trémies sas. L'ensemble des commandes des clapets, des volets et du distributeur orientable peuvent aussi entre coordonnées selon des séquences prédéterminées. Bien entendu l'invention n'est pas strictement limitée au mode de réalisation qui a été décrit à titre d'exemple, mais elle couvre également d'autres modes de réalisation qui n'en diffèreraient que par des détails. C'est ainsi que le nombre de trémies sas, fixé à 8 dans l'exemple, n'est pas un impératif ; il dépend évidemment de la dimensions de la cuve de haut fourneau0 On pourrait également remplacer la bande transporteuse de distribution sur les diverses parties de la couronne annulaire de remplissage par une simple goulotte inclinée montée également sur un chftssis tournant, et répartissant de façon pré-déterminée les matières venant de la bande transporteuse principale vers l'une ou l'autre des trémies sas. REVENDICATIONS 1) Dispositif de chargement pour hauts fourneaux de grand diamètre comportant une série de trémies sas régulièrement réparties autour de l'axe du haut fourneau, chaque trémie sas étant munie d'un clapet mobile inférieur entre la trémie et le haut-fourneau, et d'un clapet mobile supérieur entre la trémie et le dispo sitif d'amenée des matières, caractérisé par le fait que chaque trémie sas comporte une conduite verticale indépendante de descente des matières-dans le haut fourneau, chaque trémie sas étant associée à un volet de répartition orientable disposé à l'intérieur du haut fourneau et au-dessous de la conduite de descente de la trémie sas correspondante, chaque trémie sas comportant par aileurs, une trémie de remplissage située au-dessus du clapet supérieur, adjacente de part et d'autre à la trémie de remplissage de la trémie-sas voisine, l'ensemble des parties supérieures de toutes les trémies de remplissage formant ainsi une trémie annulaire, divisée radialement en autant de compartiments que de trémies sas correspondantes, et par le fait que le dispositif d'amenée des matières déverse les produits dans l'axe du haut fourneau, sur un distributeur orientable de déversement dans la trémie annulaire. 2) Dispositif de chargement selon revendication 1, caractérisé- par le fait que chaque volet de répartition est articulé autour d'un axe horizontal perpendiculaire au plan diamétral du haut fourneau passant par l'axe de la trémie sas correspondante. 3) Dispositif de chargement selon revendication 2, caractérisé par le fait que chaque volet est recouvert d'un revêtement déflecteur profilé. 4) Dispositif de chargement selon revendication 2, caractérisé par le fait que l'axe, les tourillons et le châssis de chaque volet sont refroidis par circulation d'eau. 5) Dispositif de chargement selon revendication 2, caractérisé par le fait que chaque volet est muni d'un dispositif de commande d'orientation à des dispositions pré-déterminées. 6) Dispositif de chargement selon revendications 1, caractérisé par le fait que le distributeur orientable de déversement dans la trémie annulaire est une bande transporteuse, montée sur un chassis pivotant autour de l'axe du haut fourneau. 7) Dispositif de chargement selon revendication t, caractérisé par le fait que le distributeur orientable de déversement dans la trémie annulaire est une goulotte montée sur un châssis pivotant autour de l'axe du haut-fourneau. 8) Dispositif de chargement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les commandes respectives d'ouverture et de fermeture des clapets des trémies sas, de l'orientation des volets de répartition et de ''orientation du distributeur orientable, sont coordonnées selon les séquences pré-déterminées.