Brevet FR2355070A1 — publié le 19780113

La présente invention concerne une hotte de captage des fumées issues d'un convertisseur d'affinage. Les opérations de conversion de la fonte se font dans des convertisseurs à oxygène soufflé par lancd ou par le fond. Ces opérations ont pour effet de provoquer de très- abondantes fumées rousses. Ces fumées chaudes et polluantes sont captées afin d'être dépoussièrées. Pour cela le convertisseur est surmonté d'une hotte raccordée à une conduite d'évacuation des gaz. On connait essentiellement deux types de hottes. Certaines hottes sont réalisées à partir de tubes dans lesquels circule de l'eau sous pression. D'autres hottes forment une enveloppe à double paroi gainant le flux des fumées de combustion. La hotte est refroidie par de l'eau circulant entre la paroi intérieure et la paroi extérieure. L'eau est amenée au bas de la hotte a partir d'un réservoir séparateur situé au-dessus de la partie--supérieure de la hotte. L'eau, pendant sa circulation dans la double paroi, s'échauffe. Â la partie supérieure de la hotte circule une émulsion eau-vapeur qui est collectée par des tuyauteries pour dtre amenée au réservoir séparateur. Le tout fonctionne comme une chaudière à circulation naturelle, à la pression atmosphérique et à vapeur perdue. La hotte à double paroi comporte des entretoises intérieures reliant la paroi intérieure à la paroi extérieure. Ces entretoises permettent à la paroi intérieure de résister à la pression hydrostatique de l'eau qui peut être importante en partie basse et realisent des cloisonnements verticaux qui donnent à la hotte une structure tubu laire. La hotte à double paroi est soumise à des sollicitations thermiques très importantes. De plus,le fonctionnement d'un convertis seur ni étant pas continu, la hotte est soumise à une mise en charge thermique cyclique, ce qui a généralement pour conséquence de provoquer sa détérioration par fatigue par suite des importantes variations des contraintes d'origine thermique qu'elle subit. Il n'est pas possible de trop réduire l'épaisseur de la paroi intérieure pour réduire les contraintes thermiques dues au flux de chaleur qui la traverse, car la pression de l'eau tend à provoquer le flambage de la paroi intérieure. Les entretoises rigides disposées dans la double paroi rendent la hotte sensible à la fatigue. La présente invention a pour but une hotte à double paroi entretoisée ne comportant pas de liaisons rigides entre les deux parois. La hotte selon l'invention est dotée d'une paroi intérieure susceptible de se déplacer légèrement par rapport à la paroi exté rieur. La paroi intérieure est maintenue par des dispositifs d'en tretoisement susceptibles d absorber les différences dlallongements provoquées par les différences de températures et d'éviter les contraintes qui en résultent. Les contraintes thermiques sont limitées au maximum. La paroi intérieure peut avoir une épaisseur minimum, ce qui a pour effet de limiter les contraintes thermiques. La hotte de captage selon l'invention comporte au moins une paroi intérieure et au moins une paroi extérieure entre lesquelles circule de l'eau de refroidissement et elle est essentiellement caractérisée par le fait qurelle comporte des organes d'entretoisement formés chacun d'un tirant dont une extrémité est accouplée par une articulation à rotule à la paroi intérieure et dont 11 autre extrémité est accouplée par une articulation à rotule à un système élastique prenant appui sur la paroi extérieure de manière à exercer sur le tirant un effort dirigé vers l'extérieur. Belon une caractéristique de l'invention, la hotte est caractérisée par le fait que la paroi extérieure comporte au moins une ouverture par laquelle passe un tirant lequel passe au travers du système élastique monté à l'extérieur de ladite paroi de manière à travailler en compression, des moyens d'étanchéité etptchant l'évacuation de l'eau au travers de l'ouverture. Btinsention va maintenant Outre décrite avec plus de détails en se référant à un mode de réalisation particulier donné à titre d'exemple et représenté sur les dessins annexés. La figure t représente une coupe verticale de la hotte selon l'invention. La figure 2 est une coupe selon Il-Il de la figure 1. La hotte selon l'invention est repérée 2 sur-la figure 1 et elle est placée au-dessus d'un convertisseur repéré 1. Elle est constituée par une enveloppe à double paroi formée d'une paroi intérieure 21 et d'une paroi extérieure 22. La hotte est raccordée à une conduite 8 comprenant par exemple une double enveloppe et qui sert à évacuer les fumées vers une installation de dépoussièrage disposée en aval. La paroi intérieure 21 de la hotte gaine le flux des gaz de combustion0 La paroi extérieure 22 est rigide et ne se déforme pas. La paroi intérieure 21 et la paroi extérieure 22 sont métalliques. Les deux parois 21 et 22 forment une ou plusieurs chambres 23 dans lesquelles circule de l'eau de refroidissement.La circulation de l'eau de refroidissement s'effectue de bas en haut suivant la flèche f. L'eau de refroidissement froide est amenée au bas de la hotte par une tuyauterie de descente d'eau 4 qui est connectée à la hotte par une ou plusieurs tuyauteries dtalimentation. La tuyauterie de descente 4 est raccordée à un réservoir séparateur 5 qui est situé au-dessus de la hotte et est alimenté en eau. Une conduite 7 relie la partie supérieure de la hotte au réservoir séparateur 5. L'eau qui est amenée froide au bas de la hotte s'échauffe en montant vers le sommet. Au sommet c'est une émulsion eau-vapeur qui s'évacue par la conduite 7. L'ensemble fonctionne à la manière d'une chaudière à circulation naturelle, à la pression atmosphérique. La vapeur est évacuée du ballon séparateur. La hotte 2 peut etre monobloc. Elle peut aussi être constituée de panneaux indépendants, susceptibles d'être démontés et remplacés en cas d'incident. La paroi intérieure 21 et la paroi extérieure 22 sont réunies par des organes d'entretoisement 3. Ces organes d'entretoisement permettent à la paroi intérieure 21 de résister à la pression hydrostatique. Chaque organe d'entretoisement 3 comprend un tirant 31 qui est ré par l1une de ses extrémités à la paroi intérieure 21 par une articulation à rotule 32 disposée entre ladite paroi 21 et la paroi extérieure 22. Le tirant 31 est réuni à l'autre de ses extrémités à un piston 33 par l'intermédiaire d'une articulation à rotule 34. Le tirant est entièrement situé vers l'extérieur de la paroi intérieure 21 qui est continue. Entre le piston 33 et la paroi extérieure 22 est monté un système élastique 35 qui exerce un effort F dirigé vers 11extérieur de la hotte sur le tirant qui est en tension. À une extrémité le tirant comporte un épaulement 311 formant une portée sphérique convexe orientée vers l'extérieur. Cet épaulement forme avec le tirant un ensemble monobloc mais pourrait titre rapporté. La portée sphérique de l'épaulement est en contact avec une portée sphérique concave ménagée dans une cuvette 321 et orientée vers la paroi intérieure. la cuvette 321 est maintenue à distance de la paroi intérieure, vers la paroi extérieure, par un pontet 36. Le tirant 31 passe par un alésage 322 de la cuvette qui est située à l'extérieur par rapport à l'épaulement 311, le diamètre de cet alésage étant suffisant pour permettre les oscillations du tirant. Le pontet 36 forme une fourche dont les deux bras 361 sont fixés à la paroi intérieure.Les bras 361 du pontet sont parallèles à la direction f du flux d'eau de refroidissement de manière à ne pas gêner la circulation de celle-ci. La rotule 34 de liaison du tirant 31 au piston 33 comprend un épaulement 341 formant une portée sphérique convexe orientée vers l'épaulement 31t. Cet épaulement. est lié à l'extrémité extérieure du tirant 331 par un moyen de fixation 312. Le tirant 31 passe au travers du piston par un-alésage 331 dont le diamètre est suffisant pour permettre les-oscilaations du tirant. L'épaulement 341 oet en contact vec une portée serique concave du piston. La paroi extérieure 2Z est percée d'ouvertures 221 qui laissent passer chacune un tirant 31. Les rotules 34 et les systèmes élastiques 35 sont disposés à l'extérieur de la paroi extérieure 22 ce qui permet d'utiliser des tirants longs et des systèmes élastiques résistants, malgré le faible écartement des parois 21 et 22. Des moyens d'étanchéitd sont prévus pour empocher les fuites d'eau par les ouvertures 221. Les moyens d'étanchéité sont formés par des enveloppes formées chacune d'un boitier 361 fermé avec étanchéité par un couvercle 362. Chaque boîtier 361 est soudé extérieurement à la paroi 22 autour d'une ouverture 221. Chaque enveloppe enferme un ensemble formé d'un tirant, d'une rotule et d'un système élastique associé à ce tirant. L'eau de refroidissement baigne l'intérieur des boitiers 361 et des couvercles 362. Les boitiers 361 guident les pistons 33 et des passages 332 ménagés dans ces pistons laissent l'eau de refroidissement pénétrer dans les chambres 37 ménagées entre les pistons 33 et les couvercles 362. Chacun des systèmes élastiques 35 est constitué par un empilage de rondelles élastiques tronconiques inversées deux à deux. Ohacun de ces empilages est maintenu en place par un cylindre 333 qui est solidaire d'un piston 33 et coulisse dans une embase 222 fixée à la paroi extérieure et servant d'appui à l'empilage. Chacun des pistons 33 est situé plus à l'extérieur que l'appui 222 d'un système élastique et celui-ci- travaille en compres sion en exerçant sur le tirant l'effort F dirigé vers l'extérieur. Chacun des systèmes élastiques est adapté pour compenser l'effort de sens contraire exercé par liteau de refroidissement. Les rotules et les systèmes élastiques limitent les contraintes dans la paroi intérieure 21. Il est bien entendu que l'on peut sans sortir du cadre de l'invention imaginer des variantes et perfectionnements de détails de mdme qutenvisager l'emploi de moyens équivalents. REHDICATIONS 1./ Hotte de captage des fumées d'un convertisseur comportant au moins une paroi intérieure et au moins une paroi extérieure entre lesquelles circule de l'eau de refroidissement, caractérisée par le fait quelle comporte des organes d'entretoisement formés chacun d'un tirant dont une extrémité est accouplée par une articulation à rotule à la paroi intérieure et dont l'autre extrémité est accouplée par une articulation à rotule à un système élastique prenant appui sur la paroi extérieure de manière à exercer sur le tirant un effort dirigé vers l'extérieur. 2./ Hotte de captage des fumées d'un convertisseur selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la paroi extérieure comporte au moins une ouverture par laquelle passe un tirant lequel passe au travers d'un système élastique monté à l'extérieur de la dite paroi de manière à travailler en compression, des moyens d'étanchéité empêchant l'évacuation de liteau au travers de ltouver- turne 3./ Hotte de captage des fumées d'un convertisseur selon la revendication 1 ou 2,caractérisée par le fait que les moyens d'étanchéité sont formés par une enveloppe entourant extérieurement le système élastique0 4xi Hotte de captage des fumées d'un convertisseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le système élastique est constitué par un empilage de rondelles élastiques.