Brevet FR2496695A1 — publié le 19820625

l e- La présente invention se rapporte à une cuve mé- tallurgique, en particulier à un convertisseur d'aciérie, pou- vant pivoter dans es paliers grâce à une paire de tourillone de pivotement, au moins l'un des tourillons de pivotement étant creux et relié aux arrivées et aux évacuations de réfrigérant liquide et/ou de produits de processus liquides, gazeux et/ou pulvérulents. De telles cuves pivotantes à tourillons creux servent à former un passage à travers les paliers, car la cuve métallurgique effectue, lors du pivotement, un mouvement qui nécessiterait une longueur supplémentaire, par exemple sous for- me d'un mou sur une longueur, si on utilisait des flexibles sous pression. Dans le cas de deux tourillons creux, l'un sert à l'arrivée des produits de consommation liquides, comme par exemple l'eau de refroidissement, et l'autre tourillon creux sert à l'évacuation de l'eau qui évacue la chaleur. l'eau qui arrive et qui s'évacue refroidit en m4me temps les paliers dans lesquels sont montés des roulements à rouleaux très sensibles. Dans ce qui suit, on désigne sous le nom de "produits de consommationu tous les réfrigérants nécessaires pour un déroulement sans incident du programme d'une cuve métal- lurgique. On compte, au nombre des produits de consommation, l'air comprimé et les gaz inertes sous pression élevée ou les liquides sous pression, qui servent par exemple à manoeuvrer les obturations coulissantes rapportées sur la cuve. Sous le nom de "produits de processus, il faut entendre par exemple les gaz, comme l'oxygène (0), les gaz iner- tes (azote, argon), l'air ainsi que le calcaire pulvérulent, le poussier de charbon et autres semblables. La technique, largement développée, de l'affi- nage, de l'épuration ou du recyclage des bains métalliques dans les cuves basculantes, suppose l'arrivée de quantités importan- tes de gaz, de liquide et de produits pulvérulents. En plus de l'accroissement de volume, le fait que les matériaux de proces- sus soient différentes, présente une importance notable. Les tourillons creux présentent une section qui impose une vitesse pour une pression donnée. C'est de cette section et donc de cette vitesse que dépend,-du fait de l'équation de continuité, la quantité, amenée par unité de temps, du produit correspondant. Les critères mentionnés ci-dessus subissent 2.- encore une limitation importante du fait de la répartition de la section du tourillon creux en, généralement, trois sections tubulaires concentriques. Au-delà des sections existantes, on ne dispose donc d'aucune conduite tubulaire permettant d'amener des produits de processus ou des produits de consommation de différents types. Il est connu (DB-OS 20 65 176) d'utiliser les tourillons creux d'un convertisseur pour des flexibles sous pres- sion et de prévoir à l'extérieur des paliers, sur les tourillons, un guidage mobile de ces flexibles. Le désavantage d'une réalisa- tion de ce type est d'offrir un faible nombre de flexibles, ce qui fait qu'il n'est pas possible de prévoir un nombre important de produits de consommation et de produits de processus diffé- rents, L'objet de l'invention est de permettre des ar- rivées de plus de deux produits de processus, sans compromettre néanmoins les arrivées et les évacuations nécessaires des pro- duits de consommation dans une cuve métallurgique. Selon l'inventions, cet objet est atteint par le moyen qu'en plus de l'arrivée des produits de consommation et/ou des produits de processus par le tourillon creux de pivo- tement, il est prévu, à l'extérieur de ces tourillons des flexi- bles sous pression pour les produits de processus et/ou les pro- duits de consommation liquides, gazeux et/ou pulvérulents; et que les flexibles sous pression sont reliés en un point d'ame- née fixe, sont guidés, entre la cuve et le palier, au moins sur une spire autour d'une section, respectivement agrandie en dia- mètre, du tourillon de pivotement et sont reliés à l'emplacement de consommation du produit correspondant sur la cuve. Il est avantageux d'utiliser ici les plus grandes sections d'écoule- ment des tourillons creux pour les produits de consommation et/ ou si nécessaire, pour les produits de processus, tandis que les flexibles sous pression, de plus faible section d'écoulement, passent, du fait qu'elles correspondent à des volumes plus fai- bles, à l'extérieur du tourillons La distance qui existe entre le tourillon et le palier suffit pour ces flexibles sous pres- sion, de dimension relativement faible, dont on peut donc dis- poser un nombre important l'un à côté de l'autre. On propose de plus, une autre pose des flexibles sous pression consistant en ce que les flexibles sous pression 3.- sont guidés à travers des ouvertures dans la couronne porteuse Jusqu'à l'emplacement de consommation du produit correspondant. Cette mesure signifie un meilleure protection des flexibles sous pression, avant tout à l'égard des influences thermiques et des dommages mécaniques. On a trouvé, de plus, qu'il n'est pas nécessaire de prolonger les tourillons pour disposer un guide pour les flexibles sous pression si les flexibles sous pression sont guidés autour d'un tambour d'enroulement fixés sur le tourillon de pivotement entre, d'une part, le palier, et, d'autre part, la cuve ou la couronne porteuse. Pour permettre de monter ultérieurement de tels tambours d'enroulement, on propose, de plus, que le tambour d'en- roulement soit constitué de deux moitiés symétriques par rapport à l'axe, séparées radialement et dont le dimaètre intérieur cor- respond au diamètre extérieur du tourillon de pivotement. le mouvement de pivotement de la cuve peut don- ner lieu à un guidage défavorable des flexibles sous pression. On évite cette difficulté par le moyen que les flexibles sous pression, en partant de l'emplacement d'amenée, sont guidés au- tour d'un tambour de changement de direction soumis à un effort de traction et placé sous le tambour d'enroulement. On peut réaliser de la façon la plus simple l'ef- fort de traction sur le tambour de changement de direction en fixant un poids à ce tambour. TL'utilisation de l'idée de base de l'invention de créer le plus possible d'arrivées distinctes de produits de consommation et de produits de processus, ouvre en même temps de nouvelles possibilités d'utilisation de ces produits de consommation ou produits de processus. Selon une autre conception de l'invention, on prévoit donc que les emplacements de consommea- tion de produits sont liés au refroidissement de la tête de cu- ve, au refroidissement de l'embouchure de cuve, au refroidisse- ment de la couronne porteuse ou des buses pour produits de pro- cessus. Il faut entendre au titre de ces buses, aussi bien celles qui passent à travers la paroi et/ou le fond de la cuve que celles qui, à travers l'ouverture d'embouchure de la cuve, attel- gnent Jusqu'à la zone du bain de fusion en y plongeant ou non. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et des dessins annexés représentant des i 4.- exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels: - la figure 1 est une vue d'un convertisseur d'aciérie équipé suivant les caractéristiques de l'invention, - la figure 2 est une coupe verticale partielle d'un des deux tourillons creux de pivotement du convertisseur d'aciérie de la figure 1, - la figure 3 est une coupe du tourillon creux selon III-III de la figure 2. Comme cuve métallurgique pivotante 1, on a choi- si un convertisseur d'aciérie maintenu dans les paliers 3 et 4 au moyen d'une paire de tourillons de pivotement 2a, 2b. Les deux tourillons 2a, 2b sont creux, le tourillon 2a formant arrivée 5 des produits de consommation et/ou des produits de processus et le tourillon creux 2b formant évacuation 6 des produits de con- sommation. En plus de 1' arrivée 5 des produits de consomma- tion et/ou des produits de processus, il est prévu plusieurs flexibles sous pression 7, d'un nombre pouvant Otre entre six et vingt. Chacun des flexibles sous pression 7 commence en un emplacement d'amenée fixe 8 (figure 3) et court sur une section 9 du tourillon 2a ou 2b, d'un diamètre agrandi suffisamment pour ne pas dépasser la contrainte autorisée de flexion des flexibles sous pression. Ces flexibles sous pression 7 courent de plus sur la couronne porteuse 10 et à travers les ouvertures 10a prévues dans cette couronne (figure 2) et sont ensuite guidés Jusqu'à un emplacement quelconque de consommation de produits 11. Au titre de ces emplacements de consommation de produits 11, il faut prévoir le refroidissement de tête de la cuve 12, le refroidissement de l'embouchure de la cuve 13, un refroidissement de la couronne porteuse 14 ou les buses 15 d'un convertisseur d'aciérie à soufflage par le fond. Pour l'arrivée des produits de processus 5, il est prévu également sur le tourillon 2b la pose de flexibles sous pression 7 (figure 1). La figure 2 représente à plus grande échelle, la pose des flexibles sous pression 7 pour le côté gauche de la cuve 1. Cette cuve 1 s'appuie, par l'intermédiaire de la cou- ronne porteuse 10 et du tourillon 2a, sur le palier 3, équipée des roulements à rouleaux 16. A l'extérieur de la distance cor- respondant au palier, le tourillon 2a est attaqué par le méca- 24966S 5.- nisme de pivotement 17, disposé à cheval et qui transmet aux fondations 19 le couple de réaction du mécanisme au moyen d'un appui à limitation de couple 18. le moteur d'entra nement 17a est bridé au méca. nisme de pivotement 17. le mécanisme de pivotement 17, le palier 16 et la couronne porteuse 10 sont refroidis par un réfrigérant, par exemple de l'eau, qui s'écoule dans le canal concentrique 20 et dans le tube 21, ce réfrigérant s'évacuant par le tourillon 2b côté opposé de la cuve 1. Pour les différents emplacements de consommation de produits 11, il est respectivement prévu des conduites parti- culières. C'est ainsi que la conduite tubulaire rigide 22 (fi- gure t1) dérive du canal 20 (figure 2) et alimente en réfrigérant 13 l'embouchure de la cuve, que la conduite tubulaire rigide suip- plémentaire 25 alimente en réfrigérant la tête de la cuve 12 et que les conduites tubulaires rigides 24 et 25 forment respeo- tivement les conduites de retour correspondantes du fluide ré- chauffé. Du tube 21 dérive, au moyen de l'autre conduite tubu- laire 26, le réfrigérant pour la couronne porteuse 10. La section 9 des tourillons 2a et 2b qui pré- sentent un diamètre agrandi est constituée dans l'exemple d'exu- cution respectivement d'un tambour d'enroulement 27 et 28, so0- lidaire du tourillon correspondant 2a et 2b. Un tel tambour d'en- roulement est fabriqué à partir de pièces de forme en tôle sou- dée formées de deux moitiés 27a et 27b vissées par leurs brides. Son diamètre intérieur 2d correspond au diamètre extérieur du tourillon 2c. La réalisation en deux moitiés 27a et 27b permet un montage ultérieur de ces tambours d'enroulement 27, 28. Le mouvement de pivotement de la cuve 1 peut atteindre 360 et plus. En ce qui concerne la longueur supplé- mentaire nécessaire des flexibles sous pression 7, il est prévu des tambours de changement de direction 29 qui soutiennent li- brement les flexibles sous pression 7 (figure 3). Pour que l'en- roulement et le déroulement se fassent en ordre, le tambour de changement de direction 29 est sous l'action d'un effort de traction produit par un poids 30. Sur la figure 3, on ne voit qu'un seul flexible sous pression 7, le tambour d'enroulement 27 étant solidaire du tourillon. Pour chaque flexible sous pression 7? il est prévu 6.- sur le tambour d'enroulement 27, au moins une gorge 31 dans la- quelle le flexible sous pression est guidé. Si l'on veut faire plus qu'un tour complet, la gorge 31 est exécutée avec une pen- te hélicoïdale ce qui permet de placer, l'une à côté de l'autre, deux ou plus spires de gorge. A la périphérie 32 du tambour d'enroulement 27 (ou 28) se trouve une ouverture (figure 3) à travers laquelle passent tous les flexibles sous pression 7 pour passer dans l'espace interne 33 et de là, à travers la pa- roi frontale 34, sur la couronne porteuse 10. Lors de la rotation des tourillons 2a et 2b à l'aide du mécanisme de pivotement 17 dans le sens de rotation (figure 3), les flexibles sous pression 7 s'enroulent sur les tambours d'enroulement 27 et 28, les tambours de changement de direction 29 remontant du fait du raccourcissement de longueur des flexibles sous pression 7. les flexibles sous pression 7 amènent (figure 3) du calcaire, de l'oxygène (0), du poussier de charbon (c), de l'eau (H20), de l'azote (N), de l'argon et de l'air. Ces fluides qui représentent en partie des produits de consommation, en par- tie des produits de processus, peuvent également 4tre amenés dans une autre correspondance comme représenté aux emplacements de consommation 11. Il suffit de s'assurer qu'aucun des fluides qui risquent de réagir chimiquement l'un avec l'autre, ne vient à une proximité de contact non autorisée. C'est ainsi, par exem- ple, qu'il est également possible d'amener l'eau de refroidisse- ment par l'un des flexibles sous pression 7. Au voisinage de la plaque de fond la de la cuve 1, à la place des flexibles sous pression 7, on peut également faire passer, à travers la couronne porteuse 10, pour aboutir à l'emplacement respectif de consommation 11, des conduites tubu- laires rigides. 7.- RE VENDICATI 0 N S 1.- Cuve métallurgique (1) en particulier con- vertisseur d'aciérie, pouvant pivoter dans ses paliers (2, 3) grâce à une paire de tourillons de pivotement (2a, 2b), au moins l'un des tourillons de pivotement étant creux et relié aux ar- rivées et aux évacuations de réfrigérant liquide et/ou de pro- duits de processus liquides, gazeux et/ou pulvérulents, caracté- risée en ce qu'en plus de l'arrivée (5) des produite de consom- mation et/ou des produits de processus par le tourillon creux de pivotement (2a), il est prévu, à l'extérieur de ces touril- lons (2a, 2b) des flexibles sous-pression (7) pour les produite de processus et/ou les produits de consommation liquides, ga- zeux et/ou pulvérulents; et en ce que les flexibles sous pres- sion (7) sont reliée en un point d'amenée (8) fixe, sont guidées, entre la cuve (1) et le palier (3 ou 4) au moins sur une spire autour d'une section (9), respectivement agrandie en diamètre, du tourillon de pivotement (2a ou 2b) et sont reliés à l'empla- cement de consommation du produit correspondant sur la cuve (1). 2.- Cuve métallurgique avec couronne porteuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les flexibles sous-pression (7) sont guidés à travers des ouvertures (10) dans la couronne porteuse (10a) Jusqu'à l'emplacement de con- sommation du produit correspondant (11). 3.- Cuve métallurgique selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les flexibles sous pression (7) sont guidés autour de tambours d'enroulement (27 et 28) fixés sur le tourillon de pivotement (2a et 2b) entre, d'une part, le palier (3 et 4) et, d'autre part, la cuve (1) ou la couronne porteuse (10). 4.- Cuve métallurgique selon les revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les tambours d'enroulement (27 et 28) sont constitués de deux moitiés (27a, 27b) symétriques par rapport à l'axe, séparées radialement et dont le diamètre inté- rieur (29) correspond au diamètre extérieur (2c) du tourillon de pivotement. 5.- Cuve métallurgique selon les revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les flexibles sous pression (7), en partant de l'emplacement d'amenée fixe (8), sont guidés au-. tour d'un tambour de changement de direction (29) soumis à un 8.- effort de traction et placé sous les tambours d'enroulement (27 et 28). 6.- Cuve métallurgique selon les revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'un poids (30) est fixé au tambour de changement de direction (29). 7.- Cuve métallurgique selon les revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les emplacements de consommation de produits (11) sont liés au refroidissement de tête de cuve (12), au refroidissement d'embouchure de cuve (13), au refroi- dissement de la couronne porteuse (14) ou des buses (15) pour produits de processus.