Brevet FR2293246A1 — publié le 19760702

la présente invention intéresse plus particulièrement la nétallur- gie et surtout le secteur dit "de broyage" de matériaux agglomérés consti- tuant la charge des fourneaux métallurgiques, à savoir des minerais compo- sés de mélanges de matériaux ferreux, ooke et autres et lesquels, à la suite d'un traitement dans les fours de frittage, se présentent sous forme de wsau- mons" agglomérés de dimensions importantes, soit de l'ordre de 300 X 100 X 50 om, . Ceux-ci doivent entre concassée puis transférés après oriblage etlou autres traitements préalables, au fourneau métallurgique. Ce genre d1installa- tions est connu. loi les "saumons" du matériau aggloméré, en provenance d'un système d'alimentation appropria, aboutissent le long d'une glissière dase le mécanisme concasseur formé par la combinaison d'un rotor comportant plusi- eurs casse-mottes coaxiaux avec des bras concasseurs essentiellement radiaux et une "grille" formée par de robustea barres horizontales, communément dites "billettes", disposées parallèlement et distancées entre elles de manière à laisser subsister des interstices dans lesquels pénètrent les bras des oas se-mottes rotatifs. Le concassage se produit sous lteffet de la percussion des bras des casse-mottes sur les saumons agglomérés à i 'encontre de la rEac- tion opposée par les billettes. De cette façon le matériau est fragmenté en dimensions suffisamment réduites pour pouvoir passer entre les billettes formant cette grille pour tomber à travers oelle-ci sur un transporteur approprié tel que par exemple un tapin roulant.Il y a lieu de préciser que l'opération de concassage s teffectue sur les saumons agglomérés encore à haute températu- re puisqu'ils viennent de sortir des fours de frittage dans lesquels ils ont été traités à des températures pouvant atteindre et même dépasser 10000 C. Ce concassage en petites dimensions produit beaucoup de poussière saturant l'ambiance. Dans ces oonditiens la section de concassage de ces installations constitue pendant le fonctionnement une zone pratiquement inaccessible et pour une intervention quelconque, telle que réparation, échange de pièces ou autres, il faut non seulement arrater le rotor mais aussi attendre longtemps jusqu'à ce que l'installation se soit suffisamment refroidie. Il va sans diro que le personnel préposé à ce genre de travaux doit être protégé par des mesures de sécurité et d'hygiène adéquates contre les effets de la chaleur et dans le but de la sauvegarde de leurs voies respiratoires. Les fourneaux métallurgiques fonctionnant en continu, ils doivent être nécessairement alimentés également en continu. Si de courtes interrup- tions de quelques minutes ont lieu périodiquement dans lsinstallation dtali- mentation à des intervalles de par exemple six heures, la continuité effective de l'alimentation du fourneau métallurgique ne se trouve pas perturbée. À des intervalles de temps beaucoup plus longs et préalablement programmés, par exemple de quatre semaines, l'installation d'alimentation est arrentée beaucoup plus longtemps et de façon suffisante en vue de ltesécution d'im- portants travaux d'entretien de la section de concassage tels que remplacement ou l'inversion des billettes, l'échange des pointes des bras des rotors et autres. Dans ces périodes d'arrêt l'alimentation des fourneaux métallurgiques s'effectue, pour en assurer la continuité, par.dtautres sources oonsistant en particulier en des matériaux plus coûteux (en particulier "pel lets). Il va de soi que la durée de ces arrêt8 prolongés doit être abrégée le plus possible.Les périodes de fonctionnement continu des installations entre ces intervalles dtarrêts prolongés sont comiunéent désignés par le terme technologique "campagne de four". Un facteur déterminant de la durée de cette "campagne de four" est le degré de l'usure des billettes constituant la grille dans les zones où s'opere le concassage. Cette usure de manifeste par des cavités profondes entamant la surface lisse de billettes qui affaiblissent leur section laquelle ne doit pas dépasser une certaine limite pour ne pas compromettre leur résistance mécanique. Ces billettes peuvent individuellement etre considérées comme des poutres appuyées à leurs extrémités sollicitées par des efforts de flexion et soumises à des chocs importants. Pour ces raisons, il a été utilisé pour leur confection des matériaux et alliages métalliques de haute dureté et résistance à usure, afin de prolonger le plus possible leur durée de service.Mais cette mesure ne s'est pas révélée satisfaisante du fait que ces matériaux plus durs et en outre plus comateux sont aussi plus fragiles. L'objet de la présente invention consiste en la réalisation et l'utilisation industrielle dtun dispositif perfectionné de concassage du genre mentionné ci-dessus mais ne présentant pas les inconvénients et limitations de duree de service précités.Ici les billettes réalisées sont placées sous contrôle grave à l'application de certains principes et solutions techniques dont il sera fait état par la suite, permettant d'assurer la continuité de service de ces billettes le plus longtemps possible et de permettre à tout instant de promptes interventions en particulier lors des courtes interruptions précitées afin d'écarter à temps tout danger d'usure excessive pouvant provoquer la rupture d'une ou de plusieurs billettes et ceci sans perturber la continuité de fonotionnement de l'ensemble de l'installation d'alimentation du fourneau métallique.Suivant l'invention le dispositif de concassage est caractérisé en ce qu"il comprend comme grille une sé- rie de billettes de longueur supérieure à celle indispensabls s 'étendant entre des points d'appui délimitant l'espace dans lequel opère le rotor, ces billettes étant disposées de manière à pouvoir etre déplacées de sorte à substituer à la portion exposée à la fatigue et usée une portion intacte permettant ainsi la reprise immédiate du service. Ces billettes sont disposées et montées de manière à pouvoir etre progressivement avancées dans différentes positions de travail et bloquées dans celle-ci en agissant depuis l'extérieur de l'espace dans lequel est placé et agit le rotor grace à des moyens d'avance qui permettent, en un laps de temps très breffd'opérer ltéchange sans devoir attendre le refroidissement de l'installation de concassage.Les billettes peuvent être choisies de façon que leur longueur soit par exemple au moins le double de la distance oourante entre les points d'appui de la zone de travail.Ainsi elles sont successivement avancées à fur et à mesure qu'elles s 'usent ausqutà la longueur égale à la moitié environ de la longueur totale pour ensuite être retirées et replacées en position inversée, erposant la moitié non encore usée au rot or de façon à pouvoir pratiquement utiliser la totalité de la longueur de chaque billette pour le travail de concassage. Ce diepositif perfectionné selon l'invention pourra être réalité en adoptant des solutions particulières tant dimensionnelles qu'autres en rapport avec les caractéristiques des installations d'alimentation et de concassage auquel il est appelé à être adapté pour répondre au mieux aux besoins des servioes à rendre. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution préférée de l'installation conforme à l'invention. Fig. 1 représente une vue latérale et partiellement en coupe suivant un plan longitudinal vertioal se limitant à la partie coipriso entre les billettes auxtaposées constituant la grille de concassage. Fig. 2 se rapporte en partie à la même vue où les billettes, déjà usées sur une certaine étendu sont repositionnées en les ayant fait avancer. Fig. 3 fait voir une billette usée sur toute son étendue. Fig. 4 correspond à une vue à l'état détaché des éléments principaux composant l'installation d'une billette, mais se répétant pour les autres qui lui sont Juxtaposées. Ainsi que représenté à la Fig. 1 l'endroit où s'opère le concassage comprend un rotor 10 supposé en rotation dans le sens R et agissant dans l'interstice entre les billettes juxtaposées constituant la grille 12, ces billettes étant supportées par les appuis 14 et 16. Le concassage a lieu sur leur face supérieure par la frappe répétée des bras du rotor sur les weammons" agglomérés arrivant d'une glissière 18 dans le sens D. U désigne une son exposée à l'usure d'une billette ayant pratiquement atteint la limite acceptable de son affaiblissement.le meme phénomène se produit généralement dans des proportions quelque peu variables pour toutes les billettes de la grille.Les billettes courantes connues atteignent une longueur légè- rement supérieure à la distance Â entre les appuis 14 et io. Selon l1invention, il est fait usade de billettes 20 de longueur L de préférence supérieure au double de Â supportées de manière déplaçable longitudinalement, aussi bien sur les appuis 14 et 16 que sur des appuis auxiliaires, par exemple ceux indiqués par 22, 24 et 26 montés sur des longerons auxiliaires 28 et 30 se trouvant avant et derrière la partie où opère le rotor 10 de manière que ces billettes puissent être progressivement avancées d'une petite quantité a (Fig. 2), cependant plus longue que l'espace d'action U du rotor où se produit l'usure. ainsi la même billette 20 pourra être posi tionnée de manière à pouvoir successivement s'user suivant Ut, U"...U (Fig. n 3) dans la limite entre les appuis 14 et 16,de préférence pour une moitié environ de sa longueur. Le maintien en place d'une billette 20 dans les positions successives qu'elle doit occuper est assuré par exemple par une cale transversale 32 en prise dans une encoche 34 prévue à chaque extrémité de la billette 20 et qui est successivement introduite dans des paires d'autres encoches 35 (Fig. 3) de robustes longrines 38 fixés sur la structure 28 et formant des joues de retenue et de guide pour les billettes. Ces moyens permettant d'a- vancer pas à pas l'une ou ltautre billette respective jusqu'à une distance 3 de préférence plus longue que la longueur A.L' avance pourra s'effeotuer par un système à câbles et treuils ou autres moyens mécaniques tels que crémaillère ou commande hydrauliques.En adoptant le système à câbles asso ciés à des treuils positionnés sur une structure 40, bien distancés de l'es- pace dans lequel opère le rotor 10, les oâbles sont renvoyés par exemple au moyen de poulies ou autres organes montés sur une structure 42 à proximité des appuis 16. De cette manière il est possible de faire avancer sélectivement les billettes au fur et à mesure de la progression de leur usure, en agissant à distance et sans autre obligé d'arrenter momentanément le rotor. Le positionnement des cales de blocage 32 pourrait également être effectué à distance comme d'ailleurs tout autre dispositif de blocage susceptible être utilisé et ceci en dehors de l'ambiance fortement surchauffée et poussièreuse de concassage. Plus la longueur de la billette sera importante, plus les possibilités d'avances successives dans la zone de travail augmenteront sans qu' il soit nécessaire d'enlever les billettes de leurs supports de guidage. La longueur utile à choisir pour les billettes qui avancent pas à pas dépend bien entendu de l'espace disponible etdes possibilités d'adaptation à l'ins tallation de concassage éventuellement déjà existante à laquelle le nouveau système selon l'invention doit être appliqué. Dans la forme d1exécution illustrée par les dessins annexés, l'ex- ploitation rationelle quasi totale de la billette est obtenue tout en maintenant sa longueur dans des limites très faibles. Cette billette, ainsi qu'il ressort en particulier de la Fig. 4, comporte des extrémités symétriques 20a et 20b avec les encoches 34 qui permettent de recevoir individuellement du mécanisme d'entraînement, par exemple par embrayage à l'aide d'une bride 44, l'ancrage du omble respectif d'avance. Du fait que la billette 20, comme dé Jà indiqué précédemment, a une longueur L supérieure à deux fois la distanoe À entre les appuis 14 et 16, elle peut être avancée pas à pas d'une quantité a de manière à l'exposer successivement par petites portions à la zone ou opère le concassage et où a lieu l'usure et ceoi jusqutà exploitation environ de la moitié de sa longueur. À oe moment, la billette est retirée complè- tement vers l'arrière ou aussi vers l'avant, s'il existe un espace suffisant, et est réintroduite en position inversée pour la répétition de son cycle de service avec progression consécutive usure de l'autre moitié de manière à obtenir l'utilisation maximum contrastant avec les billettes ordinaires dont la longueur est de l'ordre de la moitié seulement de celle considérée dans l'exemple décrit concernant l'invention et pour lesquelles l'usure se limite tout au plus à deux zones dtusuxe.Pozlr les inverser des manipulations col- plexes de soulèvement et rotation sont néoessaires et celà dans l'ambiance où se trouve le rotor 10. À la Fig. 3 est représentée une billette 20 utilise d'une manière complète grade à l'installation faisant l'objet de l'invention. fans cette billette les érosions U', U" ....Un ont été intentionnellement représentées n d'aspect fortement irrégulier et, en principe plus profondes que celles se produisant en réalité. Ces différences existant dans les zones érodées mon- trent que l'usure ne produit pas d'une manière régulière, mais est imprévisiblement variable.Àdmettant le cas que la rupture d'une billette se produit prématurément, c'est à dire avant le temps programmé d'alimentation continue, oblige selon la technique jusqu'ici connue, à un arrêt prolongé de toute l'installation d'alimentation.Au contraire, la disponibilité de billettes du type suivant l'invention évite ce genre de panne en avançant avant terme chaque billette au cours d'un bref arrat meme en marche. Cette opération préventive, quoi qu'elle n'épuise pas complètement les billettes, permet cependant un accroissement appréciable du rendement productif de l'installation et oeoi dtautant plus que les inconvénients résultant d'un arrêt prolongé hors programme en cas de rupture, seraient en tout cas supérieurs à l'utilisation incomplète de ces billettes.Celles-ci peuvent être constituées en un matériau relativement économique tans qutil soit nécessaire de s'efforcer à les faire durer pendant l'entière période comprise entre deux arrets consécutifs prolongés de service prévus dans le programme de travail motivés par exemple par la nécessité de contrôle et d'entretien d'autres parties de l'installation, telles que le remplacement du rotor ou de certains de ses organes. REYENI > I CÂTIONS 1) Dispositif destiné au broyage ou concassage de matériaux agglomérés pour l'alimentation de fourneaux iétallurgiques dans une section de concassage dans laquelle un rotor à plusieurs éléments oasse-mottes opère à l'encontre d'une grille de réaction constituée par un ensemble de robustes barres horizontales dites billettes disposées parallèlesent et distancées les unes à otté des autres et entre les interstioes desquelles pénètrent les bras des casso-mottess ces billettes étant exposées à de fortes contraintes suivies d'usure intensive à l'endroit ou agit le rotor, ces zones d'usure ne s'étendant pas sur toute la longueur aes billettes, mais seulement entre leurs appuis où opère le rotor, caractérisé en ce que les billettes accusent une longueur sensiblement plus élevée que celles courantes entre lesdits points d'appui avec des moyens de soutien permettant leur déplacement longitudinal et leur positionnement quelconque en vue de leur ex- position programmée à l'action du rot or, leur déplacement longitudinal et leur blocage dans les positions non encore usées ayant lieu sans interrup tion du fonctionnement de l'installation de de concassage. 2) Dispositif suivant la revendication 1, oaraotérise en ce qu'il consiste en une grille de réaction composée de plusieurs billettes distan crées longitudinalement déplaçable et susceptibles dSetre sélectivement arenées dans une queloonque position de travail à fur et à mesure de la progression de leur usure. 3) Dispositif suivant les revendications 1 et 2, oaractérisC en ce que les billettes susceptibles d'avancer pas à pas ont une longueur au moins égale au double de celle des billettes courantes entre leurs pointe d'appui dans les espaces entre lesquels opere le rotor casse-mottes. 4) Dispositif suivant la revendioation 3, caractérisé en ce que les billettes sont susceptibles d'être sélectivement positionnées dans les deux sens pour permettre, après leur utilisation et usure sur environ une moitié de leur longueur, de les inverser pour mettre l'autre moitié en exploitation. 5) Dispositif suivant l'une ou ltautre des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de blocage des billettes dans chacune de leurs positions de service consistant en un ensemble d'encoches et de cales, ces dernières étant susceptibles d'entre introduites dans les encoches dont l'intervalle correspond, par excès, à la longueur d'une portion exposée à l'action du rotor. 6) Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les encoches pour l'introduction des cales pour le positionnement des billettes sont prévues sur des longrines et coopèrent avec les encoches prévues à llune ou au deux extrémités des billettes. 7) Dispositif suivant la revendication s, caractérisé en ce que les moyens d'avancement pas à pas des billettes susceptibles d'entre actionnées et commandées à distance loin de l'espace dans lequel opère le rotor a lieu par traction ou poussée individuelle ou de l'ensemble. 8) Dispositif suivant les revendications 4 et 7, caractérisé en ce que la traction ou la poussée sélective des billettes a lieu par accrochage de celles-ci à des brides rattachées au mécanisme d'entratnement.