Brevet FR2316564A1 — publié le 19770128

La présente invention se rapporte à un dispositif et à un procédé pour surveiller Irintérieur d'une enceinte et particulièrement pour surveiller la surface supérieure d'une charge à 11 intérieur de cette enceinte. La description qui suit est ansée sur l'application de ce dispositif pour l'observation de la charge à llintérieur d'un haut fourneau3 mais c'est là uniquement à titre d'exemple et sans aucun caractère de limitation ; le dispositif de l'invention peut en effet s'appliquer à l'observation de llinté- rieur de toute enceinte. On connait l'intéret qu'il y a à observer ce qui se passe dans un haut fourneau, a la partie supérieure de la charge, par exemple ltévolution de la forme de cette surface supnrieure, la répartition des températures superficielles depuis le centre Jusqu'à la périphérie, l'apparition de points chauds ou de zones froides, etc. Ces indications permettent d'améliorer la bonne marche du haut fourneau, conditionnée par un apport approprié en coke, minerai et fondants, ainsi que par la répartition la plus iudicTeqse de ces matériaux sur toute la surface supérieure de la charge. La valeur de toutes les données est évidemment su bordonnée au fait de pouvoir observer cette charge correctement au moyen d'un appareil aussi fiable que possible A priori, ces conditions ne sont pas aisées à remplir, étant donné que la partie interne du haut fourneau, se trouvant au-dessus de la charge, peut etre soumise à une surpression gazeuse (par exemple 2 kg) et est pratiquement toujours très poussiéreuse. Dans le cadre de ltobservation de la charge à l'inté- rieur d'un haut fourneau, on a déjà imaginé différents dispositifs, généralement du type à balayage à l'intérieur d'un dispo sitif pratiquement fixe ou du type télémétrique. Dans la plupart des cas, ces dispositifs permettent l'observation de la charge d'un haut fourneau au travers d'un hublot en un matériau transparent, soumis à nettoyage permanent du côté intérieur. L'augmentation de la contrepression à l'intérieur des hauts fourneaux a rendu plus aléatoire l'emploi de ces hublots. Ceux-ci sont par ailleurs difficiles à nettoyer efficacement, par raclage ; en outre, une projection de gaz, également aux fins de nettoyage, est malaisée à assurer sur la face interne du hublot. Ainsi donc, ces dispositifs rencontrent certaines difficultés à assurer de façon permanente la propreté intégrale à la fois de l'objectif etde l'ouverture-hublot pratiquée dans la paroi du haut fourneau pour permettre I'observation. La présente invention a pour objet un dispositif permettant de remédier de façon particulièrement efficace aux inconvénients cités ci-dessus. Le dispositif, objet de la présente invention est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte a) un engin d'observation ou de mesure terminé à son extrémité côté observation par une ouverture de très petites dimensions (de préférence inférieure à 10 mm) et à grande ouverture angulaire (de préférence supérieure à 60 ) b) un écran, disposé devant et à proximité immédiate de l'engin repris sous a), et présentant lui aussi une ouverture de très petites dimensions (de préférence inférieure à 10 mm), placée en face de l'ouverture de l'extrémité de l'engin ; c) des moyens pour faire circuler un gaz comprimé dans l'espace maintenu entre l'engin et l'écran, et ensuite au travers de ltouverture ménagée dans l'écran d) des moyens pour assurer le nettoyage périodique ou continu de la face de l'écran opposée à l'engin, au moins dans sa partie comprenant l'ouverture. Ainsi conçu, le dispositif de l'invention peut être appliqué par exemple pour l'observation de ce qui se passe dans une enceinte ou la mesure de la température superficielle d'une charge dans cette enceinte ; il suffit de le fixer de façon étanche à tout orifice de dimensions appropriées, pratiqué dans la paroi de ladite enceinte. Cette enceinte peut être un haut fourneau ou tout autre espèce de four ; quant à l'engin d'observation, il peut être aussi bien un simple instrument de visée qu'un objectif couplé soit à une caméra de télévision, conve nsnt pour le spectre visible ou l'infrarouge, soit à tout autre appareil de mesure (télémètre, pyromètre) à balayage ou non. Suivant une variante avQftageuse du dispositif de 'invention, celui-ci comporte eii outre des moyens pour lui assurer un mouvement de rotation autour d'un point situé à pro ximite de l'orifice de sortie de l'engin. Cette variante permet d'orienter à volonté l'axe de visée de l'engin, dans toutes 1 directions, l'ensemble du dispositif étant, dans ce cas, placé dans un boitiez étanche. Le schéma ci-dessous donné à l'échelle et à titre non limitatif, permet de se rendre compte comment on peut concevoir un dispositif selon l'invention. Ce schéma représente en coupe longitudinale l'ex- trémite d'un engin d'observation destiné à l'examen de la surface supérieure de la charge d 'un haut fourneau. Sur ce schéma, l'extrémité de l'objectif est en l, affectant une forme cylindrique. La paroi du haut fourneau est en 2, l'intérieur du fourneau-est en 3. L'objectif 1 est entouré de deux chemises cylindriques 4 et 5, dont les extrémités côté sortie sont soudées en 6 et 7 sur une plaque anneau 8. L'extrémité de l'objectif présente une pupille 9 disposée en face d'une petite ouverture pratiquée dans un écran solidarisé (par vissage) à la plaque 8. La pupille 9 permet une visée dans un angle d'au moins 4C-, ce qui lui est également permis par l'ouverture 10.Un dispositif d'alimentation, non dessi né, permet à de l'air comprimé sec et déshuilé, de circuler entre l'objectif 1 et la chemise 4 dans le sens de la flèche 12, puis de la flèche 13 dans l'espace restreint ménagé entre l'objectif et la face de l'écran côté objectif ; cet air s'échappe par l'ouverture 10 en balayant celle-ci vers l'intérieur du fourneau. Les faces intérieures de l'anneau 8 et de l'écran Il sont dans le meme plan 14. Un racloir 15, commandé par une tige 16 en un mouvement de va-et-vient suivant l'axe 17 de la tige, permet un nettoyage approprié de l'écran ll autour du trou 10. La tige 16 peut être elle-même commandée par tout moyen connu en soio L'ensemble du dispositif est fixé sur la paroi 2 par un système classique de brides 18, boulons 19, etc, de fa çon étanche autour d'un trou 20 pratiqué dans ladite paroi 2. La présente invention a également pour objet un procédé permettant, au moyen des dispositifs ci-dessus décrits, d'effectuer l'observation de l'intérieur de l'enceinte dans de bonnes conditions. Le procédé, objet de la présente invention, dans lequel on fait usage d'un engin d'observation ou de mesure optique du genre de ceux décrits ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que l'on fait passer entre l'engin et l'écran un flux de gaz comprimé sec, ledit fluxs'échappant par ladite ouverture coté opposé à l'engin, et en ce que l'on soumet la paroi de l'écran faisant face à ia zone à viser à une opération de nettoyage, par exemple par raclage, au cours de laquelle ladite ouverture et ses abords sont régulièrement débarrassés de toute matière indésirable amassée sur cette paroi. I1 a été constaté que la combinaison de ces deux effets de nettoyage assurait une propreté permanente de l'extrémité de l'engin, ainsi que le maintien libre de l'ouverture tout entière, ce qui permet de bénéficier de façon continue de la totalité de l'angle d'observation à partir de l'extrémité de l'engin ; celle-ci n'est en effet plus masquée, même partiellement, par des dépôts de toute nature sur la face de l'écran opposée à l'engin d'observation, à proximité de ladite ouverture. Suivant l'invention, on peut exécuter de façon continue ou intermittente l'envoi de gaz sous pression, ainsi que l'opération de nettoyage indiquée ci-dessus, mais on préfère assurer l'envoi du gaz de façon continue et le nettoyage de façon discontinue, ce qui donne des résultats très satisfaisants tout en réduisant au minimum le temps pendant lequel l'appareil de nettoyage masque l'objectif. Egalement suivant l'invention, le débit de gaz comprimé est avantageusement modulé en fonction de l'allure de haut fourneau, par exemple un faible débit (environ 10 Nm /h) en marche ralentie, et un fort débit (30 - 40 Nm3/h) en marche normale du haut fourneau. REVENDICATIONS 1 / Dispositif pour surveiller l'intérieur d'une enceinte, c a r a c t é r i s é en ce qu'il comporte a) un engin d'observation ou de mesure terminé à son extrémité côté observation par une ouverture de très petites dimensions (de préférence inférieure à 10 mm) et à grande ouverture angulaire (de préférence supérieure à 60 ) b) un écran disposé devant et à proximité immédiate de l'extrémité de l'engin repris sous a), et présentant lui aussi une ouverture de très petites dimensions (de préférence inférieure à 10 mm) placée en face de l'ouverture de l'extrémité de l'engin ;; c) des moyens pour faire circuler un gaz comprimé, d'abord entre l'engin et i'écran et ensuite au travers de l'ouverture ménagée dans l'écran d) des moyens pour assurer le nettoyage périodique ou continu de la face de l'écran opposée à l'engin, au moins dans sa partie comprenant l'ouverture 2 / Dispositif suivant la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce qu'il comporte en outre des moyens pour lui assurer un mouvement de rotation autour d'un point situé à proximité de l'orifice de sortie de l'engin, permettant d'orienter l'axe de visée de l'engin dans toutes les directions, l'ensemble du dispositif étant, dans ce cas, placé dans un bottier étanche. 3 / Procédé pour la mise en oeuvre des dispositifs repris aux revendications 1 et 2, prise isolément, c a r a c t é r i s é en ce que l'on fait passer entre l'engin et l'écran un flux de gaz comprimé sec, ledit flux s'échappant par ladite ouverture côté opposé à engin, et en ce que l'on soumet la paroi de l'écran faisant face à la zone à viser à une opéra tison de nettoyage, par exemple par raclage 4 / Procédé suivant la revendication 3, c a r a c t é r i s é en ce que l'on exécute de façon continue l'envoi du gaz sous pression au travers de l'ouverture de visée. 50/ Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 3 et 4, prise solément, c a r a c t é r i s é en ce que l'on assure l'opération de nettoyage de la paroi de façon discontinue. 6-/ Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 3, 4 et 5, prisse isolément, c a r a c t é r i s é en ce que le débit de gaz comprimé est modulé en fonction de l'allure du haut fourneau.