Brevet FR2478289A1 — publié le 19810918

La. Téor::n 'i.t-eior coO.2c,.,îLe un procédé et un dispc itif c.4 pr,.h. z- a:3;ge de fraiaile ec de fonte d'alliages sitînes à être introduit dao s '.n fou' d,'i'-Tm:'anu.r dacier.el. q-.uun four à arc et un fcur induce una t ré&ui:c.!a cnsommierion dénergie thermique pa- 'Le pré caqr.fa er cie- aierlaux desti&qs à! laboratien de lVacier par des gaz perdus rOvcna,!. du fo;uro::;ut,oisr les proca--îz eL appareils mis en oeu.ire jusqu'R :,.-:ebe-i-t p.J2se-tent de; incon-i.-enietso i ' r es mple, l!s gaz perduS provenant du four sont Thr--oduits 0 piaSs. un 'foter de precIa-uffage, dans lecquel est r.acé le godet contenant la faeiVe. uOr, le gcJ n'est pas permeabl'e et si les gaZ ne peuirent pas ïr elerf!enen en coacect aver:es:.a%-.era premieres destinée, à. léla- 3.9tio. f l' 'c{".- tle rendsuel chermice est faible et ces matieres ne r;t;e.t.- e-: 'tra.u/i nt -réclau-ffes Par r-f;e; si le godet est per- ie;.:. le e iea. e _:ret directeme.et en contact aiec les matières premiëf î:- n w qaitîit.. inuc. f-Ynt de poessià:es? cc; atuées d'acier, de zinc, de --!.i2 ofdé, cnt.ge.iee. a les gas s at;tche et s accumule sur les matières pr"emir,2c et, une feris 1r prec-.aUVffage teni:lSé. lors du charg!ent de ces vi;,úres (ans 7e:c-v- d' l(abo._s. ton âaeo ur- par ie importante de ces i20 i',ussir-es est, d-,gag aà -' ? in--riei de l;:erie et contarmire l'atmosphZlère .outr= si le godet cst pFermnable, il ris-ni.e de ae dégrader par les gaz o: n'a7zrt le godatr i,tue tempE ature élev-e d'rnviron I 000 C. I1 en résUlte -ue la di;ree de via- du godet eSi co;zrte. En otre le godet servant à cihar:ger 1F. r::!atia:es '- a,';,J-: ces danos 7e four "rc a -ccn-rand une pièce mobl'.r, de soroe -:; C-,t À o; i ', i,---. z-eo nnab cde plî:cee- un tel gbdet dares le four de pi.échauf= fags, parts j( 1 y - u -,n-:m He grippoge de atate pieceo L" p:cdsant e in.fn.ion a -idoLn pour objet un procédé et disposftif de j,-L6.i.....gl matéri;am r e.ins b_ li labcration de l47cierî selon e -s- qul.' t::2-% m;tl.'i,;_3/ o]t *,rd-c a4:fs 7-!.- o four de préehaeuifage: munl d'un 'c,,. O1.o:;L '%;e c. 'ert, pai- i.'- sie e-a cormoac- direct avec les gaz perdus D'coenac:, fou e:3 ".!- boration E af.n z e-' - i p h.ux préchauffés étan.t trans- :zr:d den- tur e du C fo '. 'u fo' t-r c'-: d7ei:'0e' ',-. n fLt det -..C4 r e U i con.tenus dans cel' 3i -: l, -po,;.si[s- -r -=, --..:.' du:.c -e'... 6..' rc-ceillies par un condui'' 3_ 'd:ard ', :;,a--..... - id,-, z ur d e cp.v.patnF-fg e= Le four de i:'é:1.uf- du ei3is _ f.-I. L:L.:?UaSe coforre a la pra-,sente invention ect de type fixe ou mobile. Un conduit raccordé au feur d'.bcora ion d 'cier est relié la partie inférieure du four de préchauffage et une grille est dipcsee cir- conférentiellement à l'intérieur du four, Il est prévu que les gaz brûlés provenant du four d'élaboration d'ncier et.hicuiés par le conduit puissent pénétrer dans les matériaux chargées à l'iiltdriiuT de la grille et l'ouverture supérieure du four de précha.ffage esrc -couvert, '..ree hotte amovible, ser- vanc à capter les poussières, qui esf: r-li co' L.cteur de poussières, les matériaux destinés R l'élaboration de l'acieY étant introduits par l'ou- verture supérieure du four de préchauffage après avcir ecar-. la hotte. le fond du four de préchcufúage peut être ouvert pour permettre de trar. sférer les matériaux préchauffés du four de préchauffage dans le godet, placé direccement sous le four, par ouverture -lu fond du fout et eéversemcnt de ces matériaux. Les poussières dégagées par le déversement de ces matériaux du four de pré- chauffage sont recueillies par le collecteur de poussièresgrâce à la hotte qui recouvre l:ouverture supérieure du four de préchauffage. 'in ce qu! concerne le four de préchauffage de type amovible, la hotte de captage de pos,:eres est également amovible pour permettre de feimer l'ouverture supéricure du four après enlèvement di' four. Un autre but de la prOsente invcnto)i est de rdaliser un procès et dispositif de pr-chauffage de imatérlax destirs R l'éiaboration d'acier poiur qua, lors du chargement de raté.riaux préchauff-. dans u. four d' iabora- tion d'acier, les poussières ne peruvent pas s'enioler à l'intérieur de T'acierie et contaminer l'environnemenTt de travail. Un autre but de la présente invention;st de réaliser un d-isposi- tif dOr préchauffage dont le reniLdement est assez -1.:-- our permettre de pré- chauffer des matriaux. destinés à l'élaboL-aLin d'ac3ero Un autre but etcore de la Frh'nente liven'ion est de réaliser un dispositit de préchauffage qui peut ëtrs rép.... relativem-1nt aisément s'il se dégrade sous l'effet de gaz brûlés à haute tem?érature Une forme d'execuLion de '. présente invention est décrite ci.- aprrs à titre d'exemple, en ref-rence aux dcrL,'îs annexes dans lesquels: - la figure I est une vue de face d'un Gode de réalisation d'un préciauffeur, cenformre a la presente iveneion, de mtcériaux destiniés à l'élaoration d'acie-, -la figure 2 est une vme en.!x en coupe transversale, uifvp. vzjt la iigne II-II de la figure.; - la figure 3 est 'ae vue de face en coupe transversale suivant la ligne III-III de la figure 2 - la figure 4 est une vue de face en coupe transversale repré- sentant une variante de réalisation du préchauffeur; - la figure 5 est une vue de dessus, en coupe transversale, suivant la ligne V-V de la figure 4; - la figure 6 est une vue de dessus en coupe transversale, re- présentant une autre variante de réalisation d'un four de préchauffage faisant partie du préchauffeur de la présente Exemple 1 invention. Sur les figures 1 à 3, la référence 1 indique un préchauffeur de matériaux destinés à l'élaboration d'acier, comprenant un corps de four 2 de forme cylindrique, une hotte amovible de captage de poussières3, un four de préchauffage 4 et un chariot 5. Le corps de four 2 comporte une ouverture supérieure 6 ouverte vers le haut, et une enveloppe de plaquesd'acier revêtues de réfractaires. La zone au voisinage du fond du corps du four permet le pas- sage du chariot et est supportée librement pour monter ou descendre par le chariot 5 par l'intermédiaire de 4 vérins hydrauliques 7. La référence 8 dési- gne une fixation sur la paroi latérale 9 du four, à laquelle est fixée une tige du vérin hydraulique 7. La référence 10 désigne une entrée de gaz brûlés disposée sur la paroi latérale du four et une bride Il disposée sur l'extrémi- té du conduit d'admission est assemblée avec une bride 13 prévue sur l'extrémi- té d'un conduit fixe 12, celui-ci étant raccordé au four à arc d'élaboration d'acier (non représenté) par l'intermédiaire d'une tour de combustion non re- présentée. La référence 14 désigne une ouverture inférieure de forme sensible- ient carrée et les références 16 et 17 désignent un couvercle inférieur à deux volets, permettant d'ouvrir et de fermer l'ouverture inférieure, pivotant sur un axe horizontal 18 disposé saillant au fond 15 du four. La référence 19 dé- signe un cylindre à air, permettant de commander l'ouverture et la fermeture du couvercle inférieur, fixé par une fixation 20 sur la paroi latérale 9, la tige de piston de ce cylindre étant reliée au couvercle inférieur 16 ou 17. La référence 21 désigne une paroi intérieure de type à grille comprenant une bague de support 22 et plusieurs tiges 23, l'extrémité supérieure de cette paroi étant fixée sur la partie périphérique de l'ouverture supérieure 6 tandis que son extrémité inférieure est fixée au voisinage de l'ouverture in- férieure 14. Un passage 24 d'amenée de gaz brûlés à température élevée est ménagé entre la paroi intérieure 21 et la paroi latérale 9. La référence 25 désigne une paroi inférieure fixée sur le couvercle inférieur 16 et 17, respec- tivement, et plusieurs blocs carrés 26 sont fixés directement et horizontale- ment sur la surface supérieure du couvercle inférieur en parallèle. La réfé- rence 27 désigne une chambre de réception de ferraille délimitée par la paroi intérieure 21 et la paroi inférieure 25. La hotte de captage de poussières3 est portée par un support 32 de façon à pouvoir pivoter autour d'une colonne 31 montée sur un socle 30. L'extrémité supérieure d'un conduit coudé 34 fixé sur la hotte 33 constitue un joint rotatif 36, du fait qu'elle s'emboite à rotation dans l'extrémité inférieure d'un conduit fixe 35 disposé concentri- quement par rapport à la colonne 31. Le conduit fixe 35 est raccordé à un col- lecteur de poussières (non représenté) par l'intermédiaire d'un refroidisseur de gaz brûlés (non représenté). La partie de base du support 32 est montée sur un manchon 37 monté de manière à pouvoir tourner sur la colonne 31 tandis que l'extrémité inférieure du manchon vient en butée contre un collet 38, monté sur la colonne 31, destinée àsupporter les efforts dirigés vers le bas. Un moteur destiné à entraîner en rotation la hotte de captage de poussières est fixé sur un support 39 monté à l'extrémité supérieure de la colonne 31, et une petite roue dentée 41 calée sur l'extrémité de l'arbre du moteur engrène avec une grande roue dentée 42 calée sur le manchon 37. D'un autre côté, le chariot 5 comprend une roue 51 apte à rouler sur un rail 52 posé sur le socle et entraînée en rotation-dans les deux sens par un dispositif d'entraîne- ment 53 constitué d'un moteur d'entraînement d'axe, une roue dentée à chaîne, etc. La référence 55 désigne une fosse disposée sous le four de préchauffage 4, lorsque celui-ci a été déplacé vers une position de déversement de ferrail- le (décrite ci-après), dans laquelle on positionne un godet 56 destiné à char- ger la ferraille dans le four à arc. Pour préchauffer la ferraille à l'aide du préchauffeur, on place le four de préchauffage 4 et le chariot 5 en posi- tion de préchauffage, représentée par un trait continu, et on charge le corps de four 2 sur le socle 30 à l'aide du vérin hydraulique 7, pour que le fond 15 du four et le couvercle 16, 17, du four à l'état fermé entrent juste en contact avec le socle 3. A cet état, on fait tourner la hotte 3 vers le côté par la mise en action du moteur 40, on s'assure que le haut du corps de four 2 est à l'état ouvert et on charge la ferraille 61 dans la chambre 27 à l'aide d'un godet 60 suspendue à une grue. A cet instant, du fait que le couvercle inférieur 16 et 17 se trouve juste en contact avec la base 30, ce couvercle ne peut pas s'ouvrir sous l'impact du déversement de ferraille et le cylindre à air 19 et le godet 20, etc... ne seront pas surchargés. Après le chargement de la ferraille, on amène la hotte 3 à l'état fermé en face de l'ouverture supé- rilure 6 du corps de four pour laisser uin petit espace représenté par un trait plein. Ensuite, des gaz brûlés h haute température provenant du four à arc ci cu.eent par ladmisaion de gaz brûlés 10 pour passer dans la chambre 27 par :, as.:ge 24,e à s la griile de la paroi intérieure 21 et, comme le mon- -ie une fldche 62, par le passage 24 et par la grille de la paroi inférieure 92, r i. ?tiiement, poui' chauffer la fer6tille 61, Ainsi, des gaz h une tempég -a-ei élevée d'emnviron I 000 C circulent dans la chambre 27 depuis les c8tes et depuis le fond pour que la ferraille soit chauffée efficacement et unifor- 0 mémento Les gaz braiés, dont la température a baissé après avoir traversé la chambre 27, sortent par la hotte 3 et le conduit fixe 35 vers l'extérieuro Une fois une opération de chargeqent du four à arc terminée, on main:-ent la fer--aille à létat d'isolation thermique à l'intérieur du co:-îe- du four 2 en arrêtant l'écouierent de gaz brûls provenant du four à i5 six. Lors du cha-eieanL de la ferraille pour l'opération suivante9 en maintient je couvercle inférieur i6 t 17 à l'état ferma par l'action du cylindre à air ]-. on augmente légèrement La pression régnant a l'intérieur du corps de four 2 en ali:"entan; en huile sous pression,ae vrin hydraulique 7, et on met en marche le chariot 5 à lVaide du dispositif d'entraînement 53 pour transférer le corps de four 2 vetrs '.position de déversement de ferraille représentée par des traits m-ixtes 63, Ensuite, on met la hotte 3 en face de l'ouverture supérieure dt corps de four, position représentée par des traits mixtes 64, et on ouvre le couvercle infériaur 16 et 17 eln actionnant le cylindre à air 19, et s firrl lle chauffée combe par l'ouverture inférieure 14 d ns le godet 56. A ce moiunnt!- une quantité important de poussières entra&néespar les gaz brûlés e:t Alatt>lan' > la ferraille s'envole du fait au choc du déverse= meit de la ferrjille contre l.- godet 56, mais la plupart des poussières dis= pensées sClt cacttées par la hotte 3 et envoyées dans le collecteur de pous- si:resT par le conduit fixe 35. Wnsuite on ramène le chariot 5, le corps de fouaz 2, la hotte 3 etc... vers la position de préchauffage, on suspend le godet 56 a la groue et on charge la ferraille préchauffée dans le four à arc. D fait que seule une petite quantité de poussières s'attache à cette ferraille, la i.spersiot des pousair. s es' minime lors du chargement de la ferraille dans le fo3ur à arc. Dsns at emenple que l'on vient de décrire, le four de prechauf- facge est conçu pour tre a ia en position de déversement de la ferraille après préchauffage et la ferraille est déversée dans le godet placé sous le four mais on peut prévoir une fosse directement au-dessousdu four de préchauffage, fixé en position de préchauffage, et la ferraille peut être déversée dans le godet que l'on introduit dans le sens borizontal dans la fosse. En outre, dans cet exemple, du fait que les poussières dispersées lors du déversement de la fer- raille dans le godet 56 sont captées par la hotte 3 du four de préchauffage, ce dispositif a le mérite d'être compact et utile, toutefois, on peut faire appel à une autre méthode du captage de poussières autre que la hotte 3. En ce qui concerne le four de préchauffage, on peut prévoir une autre construction que celle décrite cidessus à titre d'exemple, s'il est du type dans lequel la ferraille est chauffée par mise en contact avec les gaz brûlés à haute tem- pérature provenant du four d'élaboration d'acier. On va décrire maintenant un autre exemple du corps du four de préchauffage conforme à la présente inventions en se référant aux dessins. Exemple 2. Comme on le voit sur les figures 4 et 5, une paroi de four 71 cylindrique est évasée à son extrémité supérieure et est revêtue intérieure- ment d'un bloc isolant 71a. A l'extrémité inférieure de la paroi de four 71 est fixé un cadre grillagé 72. Le cadre grillagé 72 comprend une bague supé- rieure 73 et une bague inférieure 74, dont les sections transversales ont toutes les deux la forme d'un carré creux, et cohrrorte un collet circulaire et une pluralité de tirants 75 disposés verticalement pour relier les bagues supérieure et inférieure 73 et 74. La section transversale d'un tirant 75 pré- sente la forme de la lettre I. La référence 76 désigne une grille réalisée à partir de tubes et plusieurs sections du grillage sont disposées verticalement et circonférentiellement et réparties à des intervalles égaux de façon à re- lier les bagues supérieure et inférieure 73 et 74. La référence 77 désigne un passage annulaire d'amenée de gaz, de section transversale sensiblement en U, dont le diamètre intérieur est déterminé selonq le côté ouverture et les fa- ces intérieures des deux extrémités supérieures et inférieures sont raccordées de manière étanche avec les bagues supérieure et inférieure 73 et 74, respec- tivement. La référence 78 désigne un conduit raccordé radialement au passage 77. Les références 79, 79 désignent un couvercle inférieur qui s'ouvre vers le bas des deux côtés. les deux parties constituant le couvercle inférieur 79 et 79 présentent une forme hexagonale et l'extrémité formant la base de chaque partie est articulée sur la bague inférieure 74, et une plaque renforcée 79a est soudée sur la surface supérieure. En ce qui concerne le four préchauffage de l'exemple 2, les chargements de ferraille s'effectuant par la partie supérieure de la paroi de four 71 et l'admission de ferraille dans le passage 77 étant limitée par la grille 76 et par les tirants 75, l'écoulement des gaz à l'intérieur du passa- ge 77 est bon de sorte qu'une partie des gaz brûlés à haute température prove- nant du four à arc et pénétrant dans le passage 77 à travers le conduit 78 traverse la grille 76 en face de l'orifice de sortie et circule dans les in- terstices entre les bouts de ferraille situés en face de cette partie de la grille 76, tandis qu'une autre partie des gaz suit le passage 77 et passe en- tre les barres, disposées circonférentiellement, de la grille 76 et pénètre dans les interstices entre les bouts de ferraille. Comme on l'a signalé ci- dessus, les gaz brûlés pénètrent dans le four sur toute la circonférence de la grille 76 et montent par les intervalles entre les ferrailles et sortent vers l'extérieur par le conduit 34 raccordé à un couvercle (non représenté) recou- vrant l'extrémité supérieure de la paroi de four 1. La ferraille est chauffée lors du passage des gaz chauds dans le four. Exemple 3. Le four de préchauffage représenté sur la figure 6 est réalisé de manière analogue à celui de l'exemple 2, à l'exception qu'un conduit 81 est raccordé tangentiellement au passage 77. Dans ce four de préchauffage, les gaz chauds provenant du conduit 81 arrivent tangentiellement dans le passage 77. Ainsi, les gaz chauds circulent sans rencontrer la ferraille à angle droit. Par conséquent, la perte de fluide est faible et les gaz chauds pénètrent jusque dans les petits interstices entre les ferrailles et les ferrailles sont réchauffées plus uniformément. Selon la présente invention, comme on l'a déjà mentionné, la grille 76 est disposée circonférentiellement sur la partie inférieure de la paroi de four 71; le passage d'amenée de gaz 77 est disposé circonférentielle- ment à l'extérieur de la grille 76; un conduit raccordé à une source de gaz à température élevée, c'est-à-dire le four à arc, est raccordé au passage d'amenée de.gaz 77; les gaz à haute température sortant du conduit 78 entrent dans le passage d'amenée de gaz, passent par les barres de la grille 76 et pé- nètrent dans le four sur toute la circonférence de la grille, si bien que la ferraille se trouvant dans le four est chauffée uniformément et le rendement thermique est meilleur. En outre, dans un four de préchauffage dans lequel le conduit 81 est raccordé tangentiellement au passage d'amenée de gaz 77, la perte de fluide de la circulation des gaz chauds est faible et les gaz chauds pénètrent jusque dans les petits interstices entre les ferrailles, si bien qu'elles sont réchauffées plus uniformément avec une augmentation correspon- dante du rendement thermique. REVENDICATIONS 1. Procédé de préchauffage de matériaux d'élaboration d'acier, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) une étape de préchauffage de matériaux d'élaboration d'acier par la mise en contact dans un four de préchauffage (4) d'un fluide gazeux brulé provenant d'un four d'élaboration d'acier avec ceux-ci, (b) une étape de dispersion des poussières s'attachant aux maté- riaux chauffés destinés à l'élaboration d'acier, par le choc du déversement des matériaux, (c) le captage des poussières dispersées, (d) le chargement des matériaux d'élaboration d'acier dans le four d'élaboration d'acier après captage des poussières. 2. Procédé de préchauffage de matériaux d'élaboration d'acier selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de dispersion des poussières s'attachant aux matériaux chauffés destinés à l'élaboration d'acier s'effectue par déversement des matériaux dans un godet (56). 3. Procédé de préchauffage de matériaux destinés à l'élaboration d'acier selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que l'étape de char- gement des matériaux destinés à l'élaboration d'acier dans le four d'élabora- tion d'acier après le captage des poussières dispersées s'effectue à l'aide d'un godet 60. 4. Préchauffeur de matériaux destinés à l'élaboration d'acier, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un four de préchauffage (4) qui comprend un orifice d'admis- sion (10) disposé sur la paroi latérale du corps du four de préchauffage (2) pour amener les gaz brûlés sortant d'un four d'élaboration d'acier, une ou- verture inférieure (14) prévue sur le fond d'un corps de four comprenant une ouverture supérieure (6) qui s'ouvre vers le haut, un couvercle inférieur (16, 17) fixé de manière à pouvoir s'ouvrir sur l'ouverture inférieure, une hotte de captage de poussières (3) munie d'un orifice d'évacuation des gaz brûlés et montée sur l'ouverture supérieure, une paroi intérieure grillagée (21) disposée circonférentieliement le long de la paroi latérale (9) à l'intérieur du corps de four, contraignant ainsi les gaz brûlés arrivant par l'orfice d'admission à pénétrer à l'intérieur du corps de four en traversant la paroi intérieure grillagée (21), (b) un préchauffeur de matériaux destinésà l'élaboration d'acier comprenant un godet (56) apte à être porté directement sous le four de chauf- fage (4) et à recevoir des matériaux destinés à l'élaboration d'acier déversés dans l'ouverture du couvercle inférieur. 5. Préchauffeur de matériaux destinés à l'élaboration d'acier selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une paroi intérieure grillagée (21) s'étend entre la circonférence de l'ouverture supérieure du four de pré- chauffage (4) et le voisinage de l'ouverture inférieure et en ce qu'une cham- bre (27) recevant les matériaux destinés à l'élaboration d'acier est délimitée par la paroi intérieure (21) et la paroi inférieure (25) fixée sur le couvercle inférieur. 6. Préchauffeur de matériaux destinés à l'élaboration d'acier selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un élévateur (7) est fixé sur -un chariot (5) apte à transférer un four de préchauffage (4) entre une posi- tion de préchauffage et une position de déversement des matériaux destinés à l'élaboration d'acier et, lors de la mise en position de préchauffage du four de préchauffage par l'élévateur, le couvercle inférieur (16, 17) à l'état sen- siblement fermé vient en butée directement sur le socle. 7. Four de préchauffage caractérisé en ce qu'il comprend (a) une grille (21) disposée circonférentiellement sur l'extrémi- té inférieure d'une paroi de four cylindrique le long de cette paroi, (b) un passage d'amenée de gaz (24) disposé circonférentiellement sur le côté extérieur de la grille, (c) un conduit (78) raccordé à un four d'élaboration d'acier et au passage d'amenée de gaz (24). 8. Préchauffeur de matériaux destinés à l'élaboration d'acier selon la revendication 4, caractérisé en ce que les grilles sont disposées circonférentiellement sur l'extrémité inférieure d'une paroi de four cylindri- que le long de la paroi et sur l'extérieur de laquelle est disposé circonfé- rentiellement un passage d'amenée de gaz (24), le conduit (78) raccordé au four d'élaboration d'acier étant raccordé au passage d'amenée de gaz. 9. Four de préchauffage selon la revendication 7, caractérisé en ce que le conduit (81) raccordé au four d'élaboration d'acier est raccordé tangentiellement au passage d'amenée de gaz. 10. Préchauffeur de matériaux destinés à l'élaboration d'acier selon la revendication 8, caractérisé en ce que le conduit (81) raccordé au four d'élaboration d'acier est raccordé tangentiellement au passage d'amenée de gaz.