Brevet FR2489494A1 — publié le 19820305

La présente invention se rapporte à un appa- reil de préchauffage de riblons en acier à une tempé- rature prescrite en utilisant les gaz d'échappement, à haute température, produits dans un four métallurgique d'affinage de l'acier, par exemple dans un four élec- trique lorsque l'on fabrique de l'acier en partant de riblons d'acier comme matière première dans le four métallurgique d'affinage de l'acier. On connait une méthode de préchauffage de riblons d'acier à une température prescrite en utili- sant les gaz d'échappement, à haute température, pro- duits dans un four métallurgique d'affinage de l'acier, par exemple un four électrique, lorsque l'on fabrique un acier à partir de riblons d'acier comme matière première dans un four métallurgique d'affinage de l'acier. Selon cette méthode, il est possible de ré- duire la durée d'affinage dans le four électrique et de diminuer ainsi la consommation d'énergie électrique nécessaire pour l'affinage. La figure 1 est une coupe schématique repré- sentant une réalisation de l'appareil conventionnel pour préchauffer des riblons d'acier au moyen des gaz d'échappement, à haute température, mentionnés ci- dessus. Sur la figure 1, 1 est un récipient de préchauf- fage pour recevoir et préchauffer des riblons d'acier, récipient 1 qui comporte une partie formant tambour cylindrique lb munie d'une extrémité supérieure ouverte la et un casque inférieur en deux pièces 2,2, que peut déplacer un dispositif convenable d'ouverture/fermeture (non représenté). Ce récipient de préchauffage 1 est prévu pour recevoir des riblons d'acier à préchauffer, par son extrémité supérieure ouverte la et pour évacuer les riblons d'acier préchauffés par ouverture du casque inférieur 2,2. Sur la figure 1 également, 7 est une hotte qui va en s'élargissant vers le bas et qui recouvre l'ex- trémité supérieure ouverte la du récipient de préchauf- fage 1. L'extrémité supérieure de la hotte 7 est munie d'une entrée 8 de gaz d'échappement, à laquelle est relié un tube de soufflage 9 de gaz d'échappement à haute température. La hotte 7 peut s'enlever de l'ex- trémité supérieure la du récipient de préchauffage 1 et est prévue pour introduire les gaz d'échappement à haute température dans le récipient de préchauffage 1. Sur la figure 1, 4 est un puits pour loger le récipient de préchauffage 1. Ce puits 4 est prévu dans le sol et présente une profondeur lui permettant de contenir un peu près la moitié de la hauteur du réci- pient de préchauffage 1; 10 est une gaine s'ouvrant a son extrémité en direction de la partie inférieure de la paroi latérale du puits 4, l'autre extrémité de la gaine 10 étant reliée à une cheminée par l'intermédiai- re d'un ventilateur et d'un collecteur de poussière; et les gaz d'échappement, après avoir préchauffé les riblons d'acier contenus dans le récipient de préchauf- fage 1 sont évacués hors du puits 4 par la gaine 10; représente un certain nombre de supports installés à la base du puits 4 pour supporter le récipient de pré- chauffage 1; et 6 est un sillon contenant de l'eau pour étanchéité, prévu sur le sol qui entoure le puits 4, Sur la figure 1, 3 est un capot prévu le long de la surface latérale extérieure de la partie formant tambour lb du récipient de préchauffage 1, sensiblement au milieu de la hauteur de la portion formant tambour lb, pour créer un espace étanche entre le puits 4 et le récipient de préchauffage 1 placé dans le puits 4. Le bord périphérique extérieur du capot 3 comporte un bord rabattu 3a s'étendant vers le bas et qui s'introduit dans le sillon d'eau pour étanchéité 6, lorsque l'on place le récipient de préchauffage 1 dans le puits 4 et de cette façon l'espace situé entre le bord péri- phérique extérieur du capot 3 et le puits 4 est rendu étanche par l'étanchéité du liquide. Pour préchauffer des riblons d'acier dans l'ap- pareil conventionnel décrit ci-dessus, on place le récipient de préchauffage 1, contenant les riblons d'acier à préchauffer, sur un certain nombre de sup- ports installés au fond du puits 4 et en même temps le bord 3a du capot 3 fixé à la partie formant tambour lb du récipient de préchauffage 1 vient s'introduire dans le sillon d'eau assurant l'étanchéité 6. Après quoi on recouvre avec la hotte 7 la partie supérieure la du récipient de préchauffage 1 puis on introduit dans le récipient de préchauffage 1 les gaz d'échappement à haute température venant de la hotte 7. Les gaz d'échappement à haute température in- troduits en provenance de la hotte 7 dans le récipient de préchauffage 1 traversent le récipient de préchauf- fache 1 comme indiqué par les flèches de la figure 1, tout en préchauffant les riblons d'acier contenus dans le récipient de préchauffage 1. Les gaz d'échappement, après avoir ainsi préchauffé les riblons d'acier, s'é- vacuent dans le puits 4 par la jonction du casque inférieur 2,2 et par un jeu qui existe dans la portion formant contact entre le casque inférieur 2,2 et la portion formant tambour lb. Du fait que l'espace situé entre le puits 4 et le récipient de préchauffage 1 est rendu étanche par le capot 3 fixé à la portion formant tambour lb du récipient de préchauffage 1, les gaz d'échappement évacués dans le puits 4 après avoir pré- chauffé les riblons d'acier sont totalement envoyés, par la gaine 10 et évacués à l'air libre par la che- minée en passant par le collecteur de poussière. L'appareil conventionnel mentionné ci-dessus pose des problèmes en ce sens que, lorsque l'on couvre la partie supérieure la du récipient de préchauffage 1 avec la hotte mobile 7 pour préchauffer des riblons d'acier, il apparaît des jeux dans la portion de con- tact entre la partie supérieure la du récipient de préchauffage 1 et la hotte 7, jeux à travers lesquels l'air ambiant s'introduit dans le récipient de pré- chauffage 1. Ces jeux proviennent de la précision in- suffisante de forme et de la déformation thermique de la surface de l'extrémité de l'ouverture supérieure la du récipient de préchauffage 1 et de la surface laté- rale interne de la hotte 7 au contact avec cette sur- face d'extrémité de la partie supérieure la, ou pro- viennent d'une fixation défectueuse de la hotte 7 au récipient de préchauffage 1. L'air ambiant qui pénètre dans le récipient de préchauffage 1 cause-une chute de température des gaz d'échappement à haute température soufflés depuis la hotte 7 dans le récipient de préchauffage 1, ce qui 2C sera dit par un préchauffage insuffisant des riblons d'acier. De plus, si de l'air ambiant pénètre dans le récipient de préchauffage 1, la quantité de gaz d'é- chappement qu'il faut refouler à travers la gaine d'évacuation 10 augmente du fait de cette entrée d'air, nécessitant ainsi des installations d'une inutile sur- capacité en ventilateur pour aspirer les gaz d'échap- pement et en collecteur de poussière pour recueillir la poussière dans les gaz d'échappement. Du fait de ces circonstances, il y a une forte demande pour l'étude et la mise au point d'un appareil de préchauffage de riblons d'acier par introduction de gaz d'échappement à haute température, provenant d'un four métallurgique d'affinage d'acier, dans un réci- pient de préchauffage contenant des riblons d'acier à préchauffer, et par préchauffage des riblons d'acier, appareil dans lequel l'air ambiant ne pénètre pas dans l'appareil de préchauffage et appareil qui permet un préchauffage efficace des riblons d'acier à une tempé- rature prescrite, mais cet appareil n'a pas été encore proposé. Un objet principal de l'invention est donc de procurer un appareil de préchauffage de riblons d'acier par introduction de gaz d'échappement à haute tempéra- ture, provenant d'un four métallurgique d'affinage d'acier, dans un récipient de préchauffage contenant des riblons d'acier à préchauffer, et par préchauffage des riblons d'acier, appareil dans lequel l'air ambiant ne pénètre pas dans l'appareil de préchauffage et ap- pareil qui permet un préchauffage efficace des riblons d'acier à une température prescrite. Selon l'une des caractéristiques de l'invention, on propose un appareil de préchauffage de riblons d'acier qui comporte: un récipient de préchauffage, présentant Une ouverture supérieure et un casque inférieur que l'on peut ouvrir et fermer pour recevoir et préchauffer des riblons d'acier, ledit récipient de préchauffage étant prévu pour recevoir des riblons d'acier à préchauffer par ladite ouverture supérieure et pour évacuer les rib'lons d'acier préchauffés dans ledit récipient de préchauffage par ouverture dudit casque inférieur; une hotte qui va en s'élargissant vers le bas pour recouvrir ladite extrémité supérieure dudit réci- pient de préchauffage, ladite hotte pouvant être dépla- cée de ladite ouverture dudit récipient de préchauffa- ge et étant adaptée pour permettre l'introduction de gaz d'échappement à haute température, évacués d'un four métallurgique d'affinage d'acier, dans ledit réci- pient de préchauffage; un puits pour loger ledit récipient de pré- chauffage, ledit puits étant muni d'une gaine d'évacuation vers l'extérieur desdits gaz d'échappe- ment évacués dans ledit puits par le bas dudit réci- pient de préchauffage après avoir préchauffé lesdits riblons d'acier déposés dans ledit récipient de pré- chauffage, et un capot pour assurer l'étanchéité de l'espace situé entre ledit puits et ledit récipient de préchauf- fage logé dans ledit puits, l'espace entre la périphé- rie dudit capot et ledit puits ayant une étanchéité réalisée au moyen d'un liquide; ledit appareil se caractérisant en ce que: ledit capot est fixé à ladite hotte de façon étanche au gaz; et 1s en ce que le jeu entre ledit capot et ledit récipient de préchauffage logé dans ledit puits est rendu étanche par des soufflets de dilatation fixés à une extrémité dudit récipient de préchauffage et audit capot.- D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant auxdessins annexés sur lesquels La figure 1 est une coupe schématique repré- sentant une réalisation de l'appareil conventionnel de préchauffage des riblons d'acier; et La figure 2 est une coupe schématique repré- sentant une réalisation d'un appareil de préchauffage des riblons d'acier de l'invention. En vue de résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus impliqués dans un appareil conventionnel de préchauffage de riblons d'acier, nous avons effectué des études extensives. Il en résulte que nous avons étudié et mis au point un appareil de préchauffage de riblons d'acier qui comporte un récipient de préchauffage, présentant une ouverture supérieure et un casque inférieur que l'on peut ouvrir et fermer pour recevoir et préchauffer des riblons d'acier, ledit récipient de préchauffage étant prévu pour recevoir des riblons d'acier à préchauffer par ladite ouverture supérieure et pour évacuer les riblons d'acier préchauffés dans ledit récipient de préchauffage par ouverture dudit casque inférieur; une hotte qui va en s'élargissant vers le bas pour recouvrir ladite extrémité supérieure dudit réci- pient de préchauffage, ladite hotte pouvant être dépla- cée de ladite ouverture dudit récipient de préchauffage et étant adaptée pour permettre l'introduction de gaz d'échappement à haute température, évacués d'un four métallurgique d'affinage d'acier, dans ledit récipient de préchauffage, un puits pour loger ledit récipient de pré- chauffage, ledit puits étant muni d'une gaine d'éva- cuation vers l'extérieur desdits gaz d'échappement évacués dans ledit puits par le bas dudit récipient de préchauffage après avoir préchauffé lesdits riblons d'acier déposés dans ledit récipient de préchauffage, et un capot pour assurer l'étanchéité de l'espace situé entre ledit puits et ledit récipient de préchauf- fage logé dans ledit puits, l'espace entre la périphé- rie dudit capot et ledit puits ayant une étanchéité réalisée au moyen d'un liquide; ledit appareil se caractérisant en ce que ledit capot est fixé à ladite hotte de façon étanche au gaz; et en ce que le jeu entre ledit capot et ledit récipient de préchauffage logé dans ledit puits est rendu étanche par des soufflets de dilatation fixés à une extrémité dudit récipient de préchauffage et audit capot. on va maintenant décrire en détail, en se ré- férant aux dessins, l'appareil de préchauffage de riblons d'acier de l'invention (appareil auquel on se réfère ci-après sous le nom de "appareil de préchauf- fage de l'invention"). La figure 2 est une coupe schématique de l'ap- pareil de préchauffage de l'invention. Sur la figure 2 il est un récipient de préchauffage qui présente une partie formant tambour cylindrique llb avec une ouver- ture supérieure lla et un casque inférieur en deux pièces 12,12 que l'on peut ouvrir et fermer au moyen d'un dispositif convenable d'ouverture/fermeture (non représenté). Le récipient de préchauffage 11 est prévu pour recevoir des riblons d'acier à préchauffer par son extrémité supérieure lla et il est prévu pour pré- chauffer des riblons d'acier par soufflage des gaz d'échappement à haute température évacués par exemple d'un four électrique. Ce récipient de préchauffage 11 est également prévu pour évacuer les riblons d'acier préchauffés par ouverture du casque inférieur 12,12. Sur la figure 2 également, 16 est une hotte qui va en s'élargissant vers le bas pour recouvrir la partie supérieure ouverte lla du récipient de préchauf- fage 11. Une entrée de gaz d'échappement 16a est prévue à l'extrémité supérieure de la hotte 16 et un tube de soufflage 22 des gaz d'échappement à haute température est relié à l'entrée des gaz d'échappement 16a. La hotte 16 peut se déplacer de la partie supérieure du récipient de préchauffage 11 et elle est prévue pour permettre l'introduction des gaz d'échappement à haute température dans le récipient de préchauffage 11. 13 est un puits pour loger le récipient de préchauffage 11. Ce puits 13 est prévu dans le sol et présente un volume capable de loger la totalité du récipient de préchauf- fage 11. 21 est une gaine dont une extrémité s'ouvre en direction de la partie inférieure de la paroi laté- rale du puits 13. L'autre extrémité de la gaine 21 est reliée à une cheminée en passant par un ventilateur et un collecteur de poussière. Les gaz d'échappement, après avoir préchauffé les riblons d'acier contenus dans le récipient de préchauffage 11, sont évacués à l'extérieur du puits 13 par la gaine 21 qui part du puits 13; 14 représente un certain nombre de supports installés dans le fond du puits 13 pour supporter le récipient de préchauffage 11. 17 est un sillon d'eau d'étanchéité prévu dans le sol qui entoure le puits 13. Sur la figure 2, 15 est un capot pour rendre étanche un espace situé entre le puits 13 et le réci- pient de préchauffage 11 logé dans le puits 13. Le capot 15 est fixé, de façon étanche à l'air, à la sur- face latérale inférieure de la hotte 16. Un rebord 15a qui s'étend vers le bas est prévu sur le bord périphé- rique extérieur du capot 15. Un jeu entre le bord périphérique extérieur du capot 15 et le puits 13 est rendu étanche, par étanchéité liquide, lorsque l'on recouvre le puits 13 du capot 15, du fait de l'intro- duction du rebord 15a du capot 15 dans le sillon d'eau d'étanchéité 17. Sur la figure 2, 18 est un soufflet de dilatation pour assurer l'étanchéité d'un jeu entre le capot 15 et le récipient de préchauffage 11 logé dans le puits 13. Le soufflet 18 est fabriqué en un matériau résistant à la chaleur comme de l'amiante. Une extrémité du soufflet 18 est fixée à la surface inférieure du capot 15 par un dispositif annulaire 18a. Une plaque métallique annulaire 19 est fixée à l'autre extrémité du soufflet 18 par un dispositif annulaire 18b et peut venir en contact d'about avec l'extrémité lla du récipient de préchauffage 11. 20 est une partie cylindrique de protection prévue à la surface inférieure du capot 15 pour protéger le soufflet 18 des gaz d'échappement à haute température contenant de la poussière. - Pour préchauffer des riblons d'acier au moyen de l'appareil de préchauffage de l'invention ayant la construction décrite ci-dessus, on place le récipient de préchauffage 11 contenant les riblons d'acier à préchauffer sur les supports 14 installés au fond du puits 13. Puis on place le capot 15, auquel la hotte 16 est reliée avec étanchéité à l'air, au-dessus du puits 13, en introduisant le rebord 15a, qui s'étend vers le bas, dans le sillon d'eau d'étanchéité 17, et en même temps, la plaque métallique annulaire 19 qui se trouve à l'extrémité inférieure du soufflet 18, prévu à la surface inférieure du capot 15 vient en contact d'about avec l'extrémité supérieure ouverte lla du récipient de préchauffage 11. De cette façon le jeu qui existe entre le bord périphérique extérieur du capot 15 et le puits 13 est rendu étanche, par étanchéité liquide, par le sillon d'eau d'étanchéité 17, et le jeu qui existe entre le capot 15 et le réci- pient de préchauffage 11 logé dans le puits 13 est rendu étanche par le soufflet 18. Pour pouvoir recou- vrir le puits 13 du capot 15 il suffit d'utiliser par exemple un chariot mobile qui vient enjamber le sillon d'eau d'étanchéité 17 et qui peut déplacer verticale- ment le capot 15, puis de placer ce chariot sur le- puits 13, puis d'abaisser le capot 15 vers le bas pour introduire le rebord 15a, qui s'étend vers le bas, de ce capot dans le sillog'ffltanchéité 17 puis de main- tenir le capot 15 dans cette situation. Puis, les gaz d'échappement à haute température sont introduits dans le récipient de préchauffage 11, en provenance de la hotte 16 reliée au tube de souffla- ge 22 des gaz d'échappement à haute température. Les 11- gaz d'échappement à haute température introduits en provenance de la hotte 16 dans le récipient de préchauf- fage 11 traversent le récipient de préchauffage il comme indiqué par les flèches de la figure 2 tout en préchauffant les riblons d'acier contenus dans le ré- cipient de préchauffage 11. Ainsi, les gaz d'échappe- ment, après avoir préchauffé les riblons d'acier, sont évacués dans le puits 13 par la jonction qui existe dans le casque inférieur 12,12 et par le jeu qui exis- te dans la portion de contact entre le casque inférieur 12,12 et la portion formant tambour llb. Du fait que le puits 13 est clos par le capot 15 et que le jeu qui existe entre le capot 15 et le récipient de préchauf- fage 11 logé dans le plits 13 est rendu étanche par le soufflet 18 dont une extrémité est fixée au capot 15, l'air ambiant ne vient pas dans le récipient de pré- chauffage 11 et les gaz d'échappement à haute tempé- rature soufflés en provenance de la hotte 16 ne sont jamais évacués dans le puits 13 autrement qu'en pas- sant à travers le récipient de préchauffage 11. Les gaz d'échappement évacués depuis le réci- pient de préchauffage Il dans le puits 13 après avoir préchauffé les riblons d'acier sont refoulés par une gaine 21 dont une extrémité s'ouvre dans la partie inférieure de la paroi latérale du puits 13 et sont évacués à l'air libre en passant par un collecteur de poussière et par une cheminée. Du fait que le puits est rendu étanche par le capot 15, l'air ambiant ne vient jamais dans le puits 13. Après achèvement du préchauffage, des riblons d'acier chargés dans le récipient de préchauffage il de cette façon, on enlève le capot 15 qui recouvre le puits 13. On peut enlever ce capot 15 par exemple en relevant le capot 15 en utilisant le chariot, mention- né ci-dessus, et en relevant verticalement le capot 15 pour dégager le puits 13, puis en transférant le cha- riot à un emplacement éloigné du puits 13. Le récipient de préchauffage il est soulevé par une grue hors du puits 13, dont on a ainsi enlevé le capot 15, puis amené en tête d'un four électrique. Les riblons d'acier préchauffés sont chargés dans le four électrique par ouverture du casque inférieur 12-,12 du récipient de préchauffage 11. Dans la réalisation représentée sur la figure 2, le puits 13 est prévu dans le sol. Au lieu d'un puits 13, on peut installer sur le sol une chambre cylindrique capable de loger le récipient de préchauf- 11, ou bien on peut prévoir dans ce but une chambre semi-enterrée. Selon l'appareil de préchauffage de l'invention comme décrit ci-dessus en détail, il est possible, lorsque l'on introduit des gaz d'échappement à haute température évacués d'un four métallurgique d'affinage d'acier, dans un récipient de préchauffage contenant des riblons d'acier à préchauffer, de préchauffer ef- ficacement des riblons d'acier à une température pres- crite, sans causer l'entrée de l'air ambiant dans le récipient de préchauffage. Du fait que la quantité de gaz d'échappement après préchauffage des riblons d'a- cier ne s'accroît jamais sous l'effet d'une entrée d'air ambiant, il n'est pas nécessaire d'installer des installations d'une inutile surcapacité en ventilateur d'aspiration des gaz d'échappement et en collecteur de poussière pour collecter les poussières provenant des gaz d'échappement, ce qui donne des effets indus- triels utiles. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'in- vention. REVENDICATION 1. Appareil de préchauffage des riblons d'acier qui comporte: - un récipient de préchauffage, présentant une ouverture supérieure et un casque inférieur que l'on peut ouvrir et fermer pour recevoir et préchauffer des riblons d'acier, ledit récipient de préchauffage étant prévu pour recevoir des riblons d'acier à préchauffer par ladite ouverture supérieure et pour évacuer les riblons d'acier préchauffés dans ledit récipient de préchauffage par ouverture dudit casque inférieur; une hotte qui va en s'élargissant vers le bas pour recouvrir ladite extrémité supérieure dudit réci- pient de préchauffage, ladite hotte pouvant être dépla- cée de ladite ouverture dudit récipient de préchauffa- ge et étant adaptée pour permettre l'introduction de gaz d'échappement à haute température, évacués d'un four métallurgique d'affinage d'acier, dans ledit réci- pient de préchauffage; un puits pour loger ledit récipient de pré- chauffage, ledit puits étant muni d'une gaine d'éva- cuation vers l'extérieur desdits gaz d'échappement évacués dans ledit puits par le bas dudit récipient de préchauffage après avoir préchauffé lesdits riblons d'acier déposés dans ledit récipient de préchauffage, et un capot pour assurer l'étanchéité de l'espace situé entre ledit puits et ledit récipient de préchauf- fage logé dans ledit puits, l'espace entre la périphé- rie dudit capot et ledit puits ayant une étanchéité réalisée au moyen d'un liquide; ledit appareil se caractérisant en ce que: ledit capot est fixé à ladite hotte de façon étanche au gaz; et en ce que lé jeu entre ledit capot et ledit récipient de préchauffage logé dans ledit puits est rendu étanche par des soufflets de dilatation fixés à une extrémité dudit récipient de préchauffage et audit capot.