Brevet FR2458591A1 — publié le 19810102

t45859 1 La présente invention concerne un dispositif propre à assurer l'étanchéité aux gaz et au dépôt de carbone entre plaques de refroidissement et blindage de hauts-fourneaux en général et de ceux du type utilisant le système à contre- pression en particulier, ainsi que celle des traversées du même blindage des tuyauteries d'entrée et de sortie d'eau de refroidissement sous pression. Dans les dispositifs connus de ce genre, les gaz, vapeurs alcalines ou carbone en provenance de la charge en fusion contenue par le haut-fourneau arrivent à traverser le garnissage réfractaire intérieur par l'intermédiaire de fissures provoquées par des dilatations, passent entre les masses métalli- ques des plaques de refroidissement et s'échappent à l'extérieur par les ori- fices réservés dans le blindage du haut-fourneau pour le passage des tubes d'entrée et de sortie du système de circulation sous pression de l'eau de re- froidissement des dites plaques. Les gaz, en particulier,-sont les plus nocifs et peuvent provoquer des accidents graves en cas d'inhalation. En plus, l'amas de carbone se déposant entre les masses métalliques juxtaposées et superposées des plaques de refroidissement placées ellesmêmes contre la paroi intérieure du blindage arrive à exercer un effort suffisant pour vaincre la contre-pression subsistant à l'intérieur du haut-fourneau et créer ainsi une poussée des plaques de refroidissement en direction du garnis- sage réfractaire intérieur, d'o fissuration de ce revêtement rigide avec les risques connus. Le dispositif, suivant l'invention, permet d'éviter ces inconvénients. Dans celui-ci, en effet, il est possible de contenir les gaz ainsi que la pénétration de carbone par l'interposition entre les plaques de refroidis- sement et la paroi intérieure du blindage d'éléments pré-formés souples pro- pres à assurer l'étanchéité, ainsi que d'assurer une liaison ayant suffisam- ment d'élasticité pour permettre aux plaques de refroidissement d'absorber les contraintes dues d'une part à l'alignement géométrique des pièces, ainsi que celles dues aux efforts provoqués par la dilatation des éléments constituant le garnissage intérieur. Le dispositif, objet de l'invention, comporte une série de joints pré- formés souples, de forme permettant l'emboîtement sur les bossages prévues à cet effet sur les plaques de refroidissement métalliques. Elles sont obtenues par moulage sur empreinte à partir d'élastomère de silicone ou produit plastique similaire, ayant une possibilité d'allongement considérable, résistant à une température avoisinant 3000 C et dont la masse est rendue plus élastique par un procédé obtenu lors de la mise en forme du joint. Ces joints de forme rectangulaire sont placés, un à côté de l'autre, 2 2458591 radialement par rapport à l'axe du haut-fourneau, pour former un cercle inin- terrompu à chaque partie basse de plaque de refroidissement, créant ainsi une succession de rangs superposés allant de l'étalage au haut de cuve du haut- fourneau. Ces joints forment un cerclage continu sur le diamètre du hautfourneau, empêchent les remontées de gaz, vapeurs et carbone et créent une masse inter- médiaire élastique entre les plaques de refroidissement et l'intérieur du blindage susceptible d'absorber les contraintes mécaniques et de favoriser éga- lement une meilleure diffusion thermique de la chaleur vers l'extérieur du blindage. Par ailleurs, chaque sortie des tubes multiples de circulation d'eau à la partie haute des plaques de refroidissement est pourvue d'un joint circulaire plat assurant les mêmes fonctions que les joints rectangulaires décrits ci- - dessus, avec les mêmes propriétés, également pré-formés à partir d'élastomère de silicone ou produit plastique similaire. Les tubes de circulation d'eau traversent la paroi du blindage par des orifices disposés symétriquement et à intervalles déterminés par le nombre de tubes propres à chaque plaque de refroidissement donc à chaque joint. Ces tubes, pris en fonderie dans la masse des plaques de refroidissement, sont protégés par des tubulures formant fourreaux et venus également de fonderie. Ces fourreaux sont eux-mêmes maintenus et centrés à la partie basse des plaques de refroidissement par une bride circulaire plate extérieure et soli- daire du blindage, à lapartie haute par une coupelle métallique également solidaire de celui-ci, formant support et dont la forme permet de conserver une flexibilité susceptible d'absorber des contraintes d'alignement. Le dispositif est complété par la mise en place de joints d'6tanchéîté en forme d'anneaux obtenus par formage d'élastomère de silicone ou produit plastique similaire, entre l'extrémité tubes de circulation d'eau et fourreaux, arrêtés en position longitudinale par une rondelle métallique elle-même soli- daire des tubes de circulation d'eau. Ces joints en anneaux sont maintenus par un collier de serrage ou fixation analogue qui assure son maintien par cerclage, ainsi que sa mise en compression entre les rondelles métalliques et le bourrage d'élastomère de silicone ou pro- duit plastique similaire injecté au montage entre tubes de circulation d'eau et fourreaux. L'invention sera mieux comprise-à la lecture de la description qui suit et à l'examen des dessins annexés correspondants dans lesquels: - la figure 1 est une coupe en élévation des joints circulaires de la partie 4o basse et des joints rectangulaires de la partie haute des plaques de refroidissement suivant l'invention. - la figure 2 est une coupe horizontale de la partie basse d'une plaque de refroidissement à 3 entrées montrant la position du joint rectangulaire. - la figure 3 est une coupe en élévation du dispositif montrant plus spéciale- ment les joints sur tubes de circulation d'eau et fourreaux. - les figures 4 - 5 - 6 sont des vues du joint rectangulaire pré-formé, plan et coupes. - la figure 7 est une vue de dessus de la disposition radiale des joints rec- tangulaires formant un cercle continu homogène par rangée de plaques de refroidissement. - Tel qu'il est représenté par les dessins, le dispositif comporte, en par- tie basse intérieure, un joint (1) rectangulaire pré-formé pourvu d'orifices de passage pour chaque fourreau (4) d'entrée de tuyauterie de circulation d'eau maintenu lors du montage par un serrage le mettant en contrainte de compres- sion pour obtenir un appui franc entre la paroi intérieure du blindage (2) et de la plaque de refroidissement (3), complété par un collage du joint sur les faces de contact exécuté à partir d'élastomère de silicone ou produit plastique similaire. -La fixation du joint par collage des deux faces d'appui est préconisée, mais on peut réaliser un bon maintien du joint en ne collant que la face du a joint emboîtant la plaque de refroidissement (3). En partie haute intérieure, un joint (5) circulaire plat pré-formé, obtenu également à partir d'élastomère de silicone ou produit similaire, est placé à chaque sortie de fourreau (4) entre la paroi intérieure du blindage (2) et de la plaque de refroidissement (3), maintenu en contrainte de compression au montage, collé de préférence sur les deux faces d'appui. Les joints rectangulaires et circulaires placés entre la partie inté- rieure du blindage et les plaques de refroidissement sont à considérer comme le moyen principal, alors que la suite de cette description est à comprendre comme moyen secondaire du dispositif propre à l'invention, pour les joints placés à l'extérieur du blindage du haut-fourneau. Le dispositif d'étanché té extérieur est complété en partie basse des plaques de refroidissement par une rondelle plate métallique (6) solidaire du fourreau (4) et du blindage (2), ainsi que par une double tresse en amiante (7) destinée à bloquer l'injection (8) d'élastomère de silicone ou produit plastique similaire faite entre le tube de circulation d'eau (9) et le four- reau (4), cet ensemble étant maintenu par un joint en forme d'anneau (10) pré- formé obtenu avec le produit décrit ci-dessus, placé entre la masse injectée (8) et la rondelle plate métallique (11) solidaire au tube (9). 4o Le joint souple en anneau (10) étant maintenu en compression par un collier de serrage ou fixation analogue (12). A la partie haute de la plaque de refroidissement, la rondelle plate métallique (6) est remplacée par une coupelle métallique (13) solidaire du blindage (2) et du fourreau (4), le dispositif d'étanchéîté étant identique à celui de la partie basse de la plaque de refroidissement qui peut également par l'intermédiaire de la coupelle absorber des contraintes d'alignement. Le dispositif, objet de l'invention, peut-être utilisé dans tous les cas ou une montée de gaz, de vapeurs alcalines ou de carbone est à craindre lors de l'utilisation de système à plaques de refroidissement par circulation d'eau sous pression, et tout particulièrement lorsque les masses en contact sont soumises à des contraintes thermiques ou mécaniques. Il peut être utilisé non seulement dans la sidérurgie, hauts-fourneaux, mais aussi dans toute industrie utilisant le système d'échange calorifique par plaques de refroidissement. Comme il va de soi et comme il résulte de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement aux modes de réalisation qui ont été tout spécialement en- visagés et elle en embrasse toutes les variantes. R1_VEITDI'n I0N 245859O1 1. Dispositif permettant d'assurer l'étanchéité aux gaz, vapeurs alcalines, dépôt de carbone entre les plaques de refroidissement et les blindages de hauts- fourneaux en général et deceux du type utilisant le système à contrepression en particulier, ainsi que celle des traversées des tuyauteries de circulation d'eau sous pression à travers les mêmes blindages, tant en entrée qu'en sortie du fluide refroidisseur, caractérisé par le fait qu'il comporte un moyen prin- cipal dit intérieur au haut-fourneau, interposé entre le blindage et la masse des plaques de refroidissement, ainsi qu'un moyen secondaire placé à l'exté- rieur du haut-fourneau placé entre les tuyauteries de circulation d'eau sous pression et les fourreaux de protection d'entrée et de sortie, moyens destinés tous deux à emp&cher le passage des gaz, vapeurs et dépôt de carbone, tout en permettant à l'ensemble constitué par les plaques de refroidissement d'absorber les résultats de contraintes d'alignement ou de dilatation. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen principal destiné à empêcher le passage ou la remontée des gaz à l'inté- rieur du haut-fourneau est un joint de forme rectangulaire d'une part, perforé, ainsi qu'un joint circulaire plat, tous deux réalisés à partir de matière souple et réalisés par moulage. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les joints sont pré-formés de façon à épouser les formes d'appui des plaques de refroidissement quelles qu'elles soient. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le joint rectangulaire pré-formé est exécuté de façon à permettre une meilleure répartition calorifique par mise en place lors du moulage de corps caverneux noyés dans la masse même du joint. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen secondaire.destiné à empocher le passage des gaz à l'extérieur du haut- fourneau est un joint en forme d'anneau maintenu en pression par un collier de serrage. 6. Dispositif selon les revendications 1, caractérisé par le fait que le moyen secondaire comporte une injection de matière souple entre les parois des tubes de circulation d'eau et les fourreaux, à l'extérieur du blindage.