Brevet FR2555202A1 — publié le 19850524

La présente invention concerne les hauts fourneaux et plus particulièrement l'agencement de ces hauts four- neaux dans la zone des trous de coulée. On sait que dans les hauts fourneaux actuels, la partie du blindage qui entoure le trou de coulée et que l'on appelle communément le gendarme, sert d'appui pour un garnissage interne constitué de blocs de carbone ou autre matériau réfractaire convenable, ces blocs étant agencés suivant une disposition relativement complexe, de façon à assurer l'étanchéité la plus efficace possible du trou de coulée. Pour obtenir cette étanchéité, le gen- darme comporte autour du trou de coulée une collerette dirigée vers l'intérieur du haut fourneau et dont la surface d'extrémité sert d'appui pour les blocs de car- bone. Comme indiqué précédemment, pour réaliser un bon appui des blocs de carbone et ne pas provoquer de poin- connage et de rupture du matériau constituant ces blocs et également pour pouvoir supporter les efforts dus à la pression ferrostatique et à la pression des gaz qui règne dans le haut fourneau (cette pression pouvant atteindre à 50 Mpa),, il est nécessaire que les blocs s'appuient sur le blindage avec une très grande préci- sion, inférieure par exemple à 5/10ème de mm. Pour obtenir cette précision, il faut procéder à un usinage de la collerette, après mise en place et pré- sentation des blocs de carbone. Cet usinage "sur mesure" de la collerette venue de matière avec le gendarme cons- titue une opération extrêmement longue et délicate, qui rend très coûteux les travaux de réfection d'un haut fourneau existant. Le but de l'invention est donc de proposer un pro- cédé et un dispositif qui permettent de réaliser cette opération beaucoup plus simplement et beaucoup plus rapi- dement, tout en donnant d'excellents résultats quant à la précision du montage des blocs de carbone et à l'étan- chéité obtenue. L'invention a donc pour objet un procédé de fabri- cation ou de réparation d'un haut fourneau, comprenant un blindage délimitant des trous de coulée,et des blocs de matériau réfractaire en appui contre une surface du blin- dage et obturant ledit trou de coulée, caractérisé en ce qu'on utilise une pièce d'appui indépendante du blindage, on dispose cette pièce d'appui de façon qu'elle puisse être déplacée par rapport au blindage, on met en place les blocs de matériau réfractaire, dans leur posi- tion correcte par rapport au centre théorique du haut fourneau, ce qui a pour effet d'amener la pièce d'appui dans sa position correcte par rapport aux blocs de maté- riau réfractaire, on fixe la pièce d'appui sur le blin- dage, on retire les blocs de matériau réfractaire, on fixe sur le blindage et la pièce d'appui une bande métal- lique réalisant l'étanchéité entre ces deux éléments, puis on effectue une opération classique de bourrage de l'in- tervalle entre le blindage et le matériau réfractaire. Suivant d'autres caractéristiques: - la pièce d'appui est, dans un premier temps, sus- pendue par rapport au blindage; - avant de fixer la pièce d'appui sur le blindage on positionne cette dernière par rapport au blindage au moyen de vis venant en appui sur le blindage; - on réalise la fixation de la pièce d'appui sur le blindage par l'intermédiaire de cales; - on réalise la fixation provisoire et/ou définitive de la pièce d'appui par rapport au blindage en soudant les vis d'appui sur le blindage; - on prévoit dans les blocs de carbone une rainure dans laquelle vient s'engager une partie de la pièce d'ap- pui. L'invention a également pour objet un agencement de haut fourneau, dans la zone du trou de coulée, compre- nant un blindage délimitant une ouverture correspondant au trou de coulée, et un garnissage de blocs de matériau réfractaire obturant de façon étanche cette ouverture en coopérant avec une surface d'appui solidaire du blindage, caractérisé en ce que la surface d'appui est délimitée par une pièce d'appui, indépendante du blindage mais fixée sur ce dernier, une bande métallique fixée sur la- dite pièce et sur le blindage assurant l'étanchéité entre ces deux éléments. Suivant d'autres caractéristiques: - la pièce d'appui comporte des moyens de suspen- sion par rapport au blindage; - la pièce d'appui porte des moyens réglables per- mettant de la placer dans une position choisie par rapport au blindage; la pièce d'appui est fixée sur le blindage par l'intermédiaire desdits moyens réglables; - la pièce d'appui est fixée sur le blindage par l'intermédiaire de cales soudées; - la pièce d'appui est encastrée dans une rainure ménagée dans les blocs de matériau réfractaire. L'invention va être décrite plus en détail ci- dessous en se référant au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple et sur lequel: - la Fig. 1 représente une vue en coupe verticale du blindage d'un haut fourneau dans la zone d'un trou de coulée; - la Fig. 2 est une vue en élévation à partir de l'intérieur du haut fourneau illustrant une première phase du procédé suivant l'invention; - la Fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 2; - la Fig. 4 est une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 2; - la Fig. 5 est une vue analogue à celle de la fi- gure 4 illustrant une phase suivante du procédé; - la Fig.6 est une vue analogue à celle de la fi- gure 2 illustrant également une phase du procédé suivant l'invention; - la Fig. 7 est une vue en coupe suivant la ligne 7-7 de la figure 6; - la Fig. 8 est une vue analogue à celle des fi- gures 2 à 6 illustrant une dernière phase du procédé; - la Fig. 9 est une vue en coupe suivant la ligne 9-9 de la figure 8; - la Fig. 10 est une vue en coupe de la zone du trou de coulée d'un haut fourneau illustrant une variante de réalisation; - la Fig. 11 est une vue de détail illustrant éga- lement une autre variante. On voit sur la Fig. 1 une partie d'un blindage 1 de haut fourneau, dans la zone d'un trou de coulée 2 de ce dernier. Dans cette zone la partie 3 du blindage que l'on désigne habituellement par le terme "gendarme" déli- mite le trou de coulée et autour de ce trou de coulée une enceinte 4 de refroidissement reliée à un circuit de li- quide 5 convenable. On a représenté en trait mixte sur cette Fig. 1 une collerette 6 en saillie vers l'intérieur du haut fourneau et qui représente l'état de la technique selon lequel cette collerette venue de moulage avec le gendarme o30 délimite une surface d'appui pour des blocs de matériau réfractaire (non représentés) et dont l'usinage était particulièrement long et délicat. Le procédé et le dispositif suivant l'invention vont être décrits en se référant aux Fig. 2 à 9. On uti- lise, selon l'invention, une pièce d'appui 10 pour les blocs de carbone, qui est destinée à remplacer la colle- rette venue de matière représentée à la Fig. 1. Cette pièce d'appui a une forme correspondant à celle de l'ou- verture 2 et une dimension légèrement supérieure à cette dernière,comme cela est visible sur la Fig. 2. Cette pièce comporte à sa partie supérieure une patte 11 percée d'un trou 12 et qui est destinée à permettre la suspen- sion de cette pièce 10 sur une tige 13 soudée sur la pa- roi interne 3a du blindage (Fig. 3). La pièce 10 porte également plusieurs pattes 14 dirigées vers l'extérieur et dans lesquelles sont ménagés des orifices taraudés 15 permettant de recevoir des vis 16 (Fig. 4). Dans un premier temps la pièce d'appui 10 est suspendue au blindage du haut fourneau et peut donc se déplacer par rapport à ce dernier. On met alors en place, dans leur position correcte par rapport au cen- tre théorique du haut fourneau, les blocs 17 de carbone ou autre matériau réfractaire convenable, qui viennent en appui contre la pièce 10. Cette dernière prend alors sa position correcte et pour la maintenir dans cette po- sition on déplace les vis 16 jusqu'à les amener en butée contre la paroi 3a du blindage. On soude ces vis, d'une part sur le blindage et d'autre part sur les pattes 14 (Fig. 5) pour fixer provisoirement la pièce d'appui. Puis on retire les blocs de carbone de façon à pouvoir réaliser la fixation définitive de la pièce 10 sur le blindage. Dans le mode de réalisation représenté aux Fig. 6 à 9, cette fixation est réalisée au moyen de jeux de ca- les 18disposées entre la pièce 10 et le blindage et sou- dées sur la pièce et le gendarme (Fig. 7). Cette opération étant effectuée, on découpe les pat- tes 11,14 et les vis 16 etl'on soude à la périphérie de la pièce 10 et sur le blindage une bande de tôle 19 destinée à réaliser l'étanchéité entre ces deux éléments (Fig. 8 et 9). La dernière opération consiste à bourrer l'intervalle entre les blocs de matériau réfractaire et le blindage au moyen d'un matériau habituel 20 tel que du pisé. Dans la variante représentée aux Fig. 10 et 11, les blocs de carbone destinés à venir en appui sur la pièce comportent une rainure 21 dans laquelle s'encastre cette pièce. De plus, dans la variante représentée à la Fig. 11, le procédé et le dispositif sont légèrement simplifiés-dans la mesure o l'on élimine l'utilisation des cales. Des ori- fices taraudés 31 sont ménagés directement dans la pièce d'appui, sur sa face dirigée vers le blindage, et dans ces orifices sont engagées des vis 32. Lors de l'opération de positionnement et de fixation de la pièce d'appui par rapport au blindage, ce sont ces vis qui sont soudées sur la paroi adjacente du blindage et sur la pièce d'appui. Puis, après retrait des blocs de carbone, on procède directement à l'o- pération de soudage de la bande de feuillard métallique 19. Les têtes des vis 32 sont conformées en 33 de façon à permettre leur soudage sur le blindage tout en autorisant la fixation ultérieure du feuillard d'étanchéité 19. De plus, un carré 34 ou partie analogue permettant la prise d'un outil de ser- rage, est prévu dans une zone intermédiaire de la vis 32. Le procédé et le dispositif suivant l'invention offrent de gros avantages par rapport à la technique anté- rieure: - on réalise une excellente étanchéité car la pré- cision de l'appui entre les blocs de carbone et le pièce est très bonne; - le gain de temps réalisé pour une opération com- plète de réparation est très élevé; ce temps peut, par exemple, être divisé par 10 par rapport aux procédés antérieurs; - ce procédé est par conséquent très économique et les moyens mis en jeu sont simples et peu coûteux; - dans la variante représentée à la Fig. 11, ce procédé est encore accéléré compte tenu de l'élimination des cales; - dans le mode de réalisation de la Fig. 10, la précision de l'assemblage entre les blocs de carbone et la pièce d'appui est améliorée par la présence de la rai- nure prévue dans les blocs de carbone et l'étanchéité, et par conséquent la sécurité, s'en trouvent également sensi- blement améliorées. - REVENDICATIONS - 1 - Procédé de fabrication ou de réparation d'un haut fourneau, comprenant un blindage (1, 3) délimitant des ouvertures (2) dans la zone des trous de coulée, et des blocs (17) de matériau réfractaire en appui contre une surface du blindage et obturant lesdites ouvertures, caractérisé en ce qu'on utilise une pièce d'appui (10) indépendante du blindage, on dispose cette pièce d'appui de façon qu'elle puisse être déplacée par rapport au blin- dage, on met en place les blocs de matériau réfractaire, dans leur position correcte par rapport au centre théori- que du haut fourneau, ce qui a pour effet d'amener la pièce d'appui dans sa position correcte par rapport aux blocs de matériau réfractaire, on fixe la pièce d'appui (10) sur le blindage (1, 3), on retire les blocs de maté- riau réfractaire, on fixe sur le blindage et la pièce d'appui une bande métallique (19) réalisant l'étanchéité entre ces deux éléments, puis on effectue une opération classique de bourrage de l'intervalle entre le blindage et le matériau réfractaire. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que la pièce d'appui (10) est, dans un premier temps, suspendue par rapport au blindage (1, 3). 3 - Procédé suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que, avant de fixer la pièce d'appui (10) sur le blindage (1, 3), on positionne cette dernière par rap- port au blindage au moyen de vis (16, 32) venant en appui sur le blindage. 4 - Procédé suivant la revendication 3, caracté- risé en ce qu'on réalise la fixation provisoire et/ou défi- nitive de la pièce d'appui (10) par rapport au blindage en goudant les vis d'appui (16, 32) sur le blindage. - Procédé suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4, caractérisé en ce qu'on réalise la fixa- tion de la pièce d'appui (10) sur le blindage par l'inter- médiaire de cales (18). 6 - Procédé suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 5, caractérisé en ce qu'on prévoit dans les blocs de carbone (17) une rainure (21) dans laquelle vient s'engager une partie de la pièce d'appui. 7 - Agencement d'un haut fourneau, dans la zone du trou de coulée, comprenant un blindage (1, 3) délimitant une ouverture (2) correspondant au trou de coulée, et un garnissage de blocs de matériau réfractaire (17) obturant de façon étanche cette ouverture en coopérant avec une sur- face d'appui solidaire du blindage, caractérisé en ce que la surface d'appui est délimitée par une pièce d'appui (10), indépendante du blindage mais fixée sur ce dernier, une bande métallique (19) fixée sur ladite pièce et sur le blindage assurant l'étanchéité entre ces deux éléments. 8 - Agencement suivant la revendication 7, carac- térisé en ce que la pièce d'appui (10) comporte des moyens (11, 12) de suspension par rapport au blindage. 9 - Agencement suivant la revendication 7, caracté- risé en ce que la pièce d'appui (10) porte des moyens ré- glables (16, 32) permettant de la placer et de la mainte- nir dans une position choisie par rapport au blindage. - Agencement suivant la revendication 9, caracté- risé en ce que la pièce d'appui (10) est fixée sur le blin- dage par l'intermédiaire desdits moyens réglables (16, 32). 11 - Agencement suivant la revendication 9, caracté- risé en ce que les moyens réglables sont des vis (16) coo- pérant avec des orifices taraudés (15) ménagés dans des pattes ou oreilles (14) solidaires de la pièce d'appui (10). 12 - Agencement suivant la revendication 9, caracté- risé en ce que les moyens réglables sont des vis (32) coo- pérant avec des orifices taraudés (31) ménagés dans la pièce d'appui ellemême et débouchant sur la face de cette pièce dirigée vers le blindage (1, 3). il 13 - Agencement suivant l'une ue'.zcce Ses re%-en- dications 7 à 12, caractérisé en ce sue la c:6ce d'An (10) est fixée sur le blindage par l'interé-dl:a:r: de ca- les soudées (18). 14 - Agencement suivant l'une queiccnque des reven- dications 7 à 13, caractérisé en ce que la pièce d'apFui (10) est encastrée dans une rainure (21) ménagée dans Les blocs (17) de matériau réfractaire.