Brevet FR2568361A1 — publié le 19860131

Equipement destiné à permettre la réfection et la réparation de hauts fourneaux comportant une goulotte tournante et procédé de réfection et de réparation de hauts fourneaux à l'aide d'un tel équipement. La présente invention concerne un équipement amovible destiné aux travaux de réfection et de réparation de hauts fourneaux, notamment par gunitage, dans lesquels la répartition de charges est realisée par une goulotte tournante montée dans le gueulard. L'invention s'détend également à un procédé de réfection et de réparation de hauts fourneaux de ce type. On sait que les hauts fourneaux modernes comportent généralement des dispositifs de charges et de distribution des matières alimentées (minerai, coince et fondants) constitués par une goulot te tournante qui permet de réaliser une meilleure distribution de ces charges et par conséquent de mieux régler la marche du haut fourneau. Des hauts fourneaux de ce type nécessitent cependant tout comme les hauts fourneaux classiques des réfections ou des réparations du revêtement ou garnissage réfractait re des parois du haut de la cuve notamment. Ces opérations peuvent etre particulièrement nécessaires lorsque le haut fourneau a travaillé "en périphérie" en provoquant une produetion maximale de fonte mais aussi une usure du revêtement réfractaire qui est très sensiblement plus importante que lors d'une marche centrale de l'appareil. La présente invention vise à fournir un équipement et un procédé permettant de procéder aux opérations d urgence de réfection et de réparation extrêmement rapides d'un haut fourneau en évitant la nécessité d'introduire des opérateurs dans le haut fourneau. L'invention a également pour objet de permettre notamment de procéder de ce fait aux réfections et réparations nécessaires sans desYoir attendre le refroidissement complet du haut fourneau, ce qui permet bien entendu de gagner un temps considérable. Ces objectifs sont réalisés par un équipement comportant une lance de projection télescopique commandée qui est montée sur la goulotte tournante (à savoir dans celle-ci ou à l'extérieur de celle-ci), qui peut être déployée en vue datteindre, sous l'effet combiné de la rotation et de l'inclinaison de la goulotte et du déploiement de la lance, tous les points du haut fourneau nécessitant un traitement. Le principe sur'lequel repose l'invention est donc de combiner deux mouvements propres à la goulot te tournante, à savoir la rotation et l'inclinaison avec un mouvement propre de la lance, à savoir le déploiement, afin de pouvoir sans intervention humaine dans l'intérieur du haut fourneau procéder aux opérations nécessaires. Ces opérations peuvent bien entendu être observées par un opérateur extérieur à l'aide de dispositifs classiques, notamment d'au moins une caméra et un écran de visualisation disposé à l'extérieur du haut fourneau. On utilisera avantageusement des caméras blindées, étanches et protégées par un courant d'air frais,intro- duites à l'intérieur même du haut fourneau, qui seront montées par exemple sur la goulotte ou en tout autre endroit et qui donnera une vision de face et/ou de profil de la projection de réfractaire. Avantageusement, le déploiement de la lance télescopique est assuré sous son propre poids, un effort de retenue étant exercé par un câble commandé de l'extérieur. D'autres dispositifs sont bien entendu concevables. La lance télescopique est constituée de préférence de tubes à section carrée et comporte à l'extérieur de la lance une tête de projection courbée Dans lesdits tubes à section carrée sont logés les conduits amenant à la tête de projection des matières adéquates telles que de la matière réfractaire sèche et de l'eau dans le cas où l'on souhaite réaliser un gunitage réfractaire. La lance peut bien entendu aussi servir à projeter d'autres fluides ou produits chimiques. Ladite lance peut encore être adaptée pour le projection de matières réfractaires mises en état de préfusion à la sortie du bec de projection et ce par diverses techniques, notamment par plasma, incandescence par exothermie, ou chalumeau. Avantageusement, ladite lance est accrochée aux éléments raidisseurs de la goulotte qui entretoisent les bords supérieurs de la goulotte. Si nécessaire, les entretoises supplémentaires peuvent être ajoutées à la goulotte pour supporter ladite lance. Selon un aspect spécifique de la présente invention, on fournit un prodédé de réfection ou de réparation d'un haut fourneau comportant une goulotte tournante, caractérisé en ce qu'on monte un équipement du type décrit dans la goulot te et- assure le traitement de réfection ou de réparation souhaité en associant aux mouvements propres de la goulotte, un mouvement de déploiement de la lance. Avantageusement, on assure le traitement de réfection ou de réparation en travaillant de haut en bas dans la cuve du haut fourneau. Cette manière de procéder présente l'avantage que les matières non adhérentes ou superflues retombent librement au fond et d'autre part que l'eau éventuellement en excès qui descend sous l'effet de la gravité soit incorporée dans la matière amenée ultérieurement. En travaillant de façon inverse, l'eau ruissellante, au cours de la progression du travail, détruirait, par la perte d'eau due à la gravitation, le bon équilibre eau-ciment au cours de début de prise. De ce fait, les dernières couronnes supérieures présenteraient une très mauvaise qualité de béton et en particulier une friabilité à lgendroit même où est recherchée une très haute résistance à 1 'abrasion-. I1 convient de noter que le terme traitement de réfection ou de réparation doit s'entendre au sens large et inclut les opérations autres que la projection par la technique dite du gunitage de matières réfractaires à froid ou à chaud. La lance peut notamment servir pour procéder à un grenaillage afin de nettoyer les parois de briques ou blindage ou couronne des poussières et matières adhérentes de toutes sortes et de mettre à jour le corps sain du revêtement réfractaire avant de procéder à un gunitage. Diverses caractéristiques et des avantages spéci fiques de l'invention apparaîtront à l'homme de l'art à la lecture d'une description illustrative d'une forme d'exécution particulièrement préférée de l'invention, en regard des dessins annexés. Dans ceux-ci La figure 1 représente une vue schématique partielle d'une moitié supérieure de haut fourneau avec la goulotte et l'équipement selon l'invention dans une première position. La figure 2 représente une vue similaire à celle de la figure 1 avec une lance en position partiellement déployée. La figure 3 est une vue similaire à la figure 1 avec une autre forme de rélaisation de l'équipement selon l'invention. La figure 4 est une vue en perspective de la goulotte équipée de la lance selon l'invention. La figure 5 est une vue de détail en élévation d'une tête de gunitage en particulier. Dans les différentes figures, des repères de référence identiques sont utilisés pour les mêmes éléments ou des éléments similaires. On reconnaît dans le gueulard 3 d'un haut fourneau représenté par le repère général 1, essentiellement la partie supérieure gauche par rapport à son axe vertical 5. Dans le gueulard 3, se trouve montée de la manière classique une goulotte 7 qui est conçue de manière à pouvoir subir un mouvement de rotation substantiellement autour de l'axe 5 et de pouvoir osciller sur le point d'articulation 9. Le niveau du plancher de travail supérieur est indiqué par le repère 11 et à partir de ce plancher on a accès à une trappe de visite 13 prévue normalement dans le gueulard 3 pour les réparations eventuelles de la goulotte 7. Cette trappe de visite sera avantageusement utilisée pour monter l'équipement de l'invention. Cet équipement est essentiellement constitué par ure lance télescopique 21 formée de tubes à section carrée et munie à une extrémité d'une tête de projection 23 de forme courbée Un câble 25 est enroulé autour d'un treuil 27, de préférence un treuil pneumatique, pour permettre un deroulement sans à coups du câble 25. Dans la forme d'exécution de la figure 2, on a représenté la lance télescopique 21 comme constituée de quatre tronçons télescopiques. I1 doit être bien entendu cependant qu'un nombre différent de tronçons peut être prévu, la longueur des tronçons et leur nombre devant etre choisis de manière que la lance puisse atteindre les différents points soumis à l'opération de réfection ou de réparation. Des éléments adéquats, par exemple des chaînes de retenue, sont bien entendu prévus pour que les différentes sections ou tronçons de la lance 23 ne puissent pas se déboîter. Ces éléments peuvent être soit constitués par des butées ou par des chalnes retenant les tronçons de manière qu'une longueur suffisante de tronçon de la lance reste dans le tronçon précédent. La tête 23 de la lance est conçue de manière à pouvoir diriger un jet, notamment un jet de gunitage de la manière représentée à la figure 2. On conçoit qu'en agissant sur la rotation et l'inclinaison de la goulotte et en déployant de manière adéquate la lance 21, il soit possible d'atteindre n'importe quel point souhaité de l'intérieur du haut fourneau, la limite inférieure du point pouvant être atteint dans la cuve étant bien entendu déterminée par la possibilité de déploiement de la lance 21. Avantageusement, le déploiement de la lance est assuré sous son propre poids, en déroulant le câble 25 à l'aide du treuil 27. La remontée de la lance est obtenue en enroulant le câble 25 sur le treuil 27. Dans l'intérieur de la lance, au moins deux conduits sont prévus,d'une part pour l'alimentation de matières réfractaires sèches et d'autre part pour l'alimentation d'eau ou autres fluides. D'autres conduits peuvent également être prévus, notamment des conduits accessoires pour la projection d'une matière de grenaillage ou pour la circulation d'un fluide de refroidissement. Les différents conduits souples identifiés par le repère 29 sont repris par des poulies de renvoi 31 et 33 dans la partie supérieure du gueulard et sont amenés vers un dispositif d'alimentation classique (non représenté). Ainsi qu'il a été indiqué, le procédé de l'invention se déroule (éventuellement après une opération de grenaillage destinée à mettre à jour la partie saine du revêtement,en provoquant une projection par gunitage d'une matière réfractaire adéquate)de haut en bas ou, en fonction de la qualité des matières et du procédé de projection adoptéS de préférence de bas en haut en provoquant la remontée télescopique de la lance préalablement déployée. La variante d'exécution de la figure 3 comporte une lance 21 suspendue à l'extrémité de la goulotte 7 et maintenue par des verins 51 disposés de préférence de part et d'autre de la goulotte éventuellement après un renforcement de celle-ci et permettant ainsi de modifier l'angle d'inclinaison de la lance par rapport à la goulotte. En agissant sur l'inclinaison de la goulotte 7 et sur les vérins 51, il devient d'une part possible de traiter avec une grande précision des points ou des zones particulières du haut fourneau et notamment de procéder à des interventions, d'urgence ou de routine, en grande profondeur dépassant fortement par exemple le niveau -6500 mm en-dessous de la couronne de choc du haut fourneau.Cette forme d'exécution illustre la grande flexibilité de travail possible par l'installation de l'invention. l'action combinée de l'inclinaison de la goulotte et des vérins permet d'atteindre même à grande profondeur avec précision les zones devant subir une intervention. La conception propre de la lance télescopique est bien entendu adaptée à la fonction à laquelle elle est destinée et aux contraintes auxquelles elle sera soumise. Non seulement la longueur des tronçons mais également leur section, leur épaisseur, la qualité des aciers choisis seront calculés en fonction des portées souhaitées et des charges à supporter. Si des chaînes de retenue sont prévues pour empêcher le déboîtement des tronçons de la lance, elles seront également calculées de façon adéquate en veillant à préserver un engagement suffisant par exemple d'environ 1 m de chaque tronçon de lance dans l'élément supérieur Dans la figure 4, on a représenté la façon dont la lance 21 est montée dans la goulotte 7 Ce montage se fait avantageusement ep suspendant la lance 21 aux entretoises de raidissement 41 et 43 qui sont généralement montées à demeure aux extrémités de la goulotte. Le cas échéant il est possible de prévoir des entretoises complémentaires telles que. celles indiquées en 45. La conception de la tête de projection 23 est illustrée à la figure 5. Sa caractéristique essentielle est le fait qu'une chambre arrondie 55 est aménagée dans son corps qui se remplit partiellement de la matière projetée en protégeant ainsi ce corps de l'usure sous l'effet de la matière admise. On constate que des têtes de ce type où un contact matière sur matière est assuré peut résister sans abrasion importante pendant des durées nettement plus considérables. Cette tête peut bien entendu être équipée d'un bec (non représenté) de forme appropriée et est particulièrement efficace pour un travail dans des positions similaires à celles illustrées dans la figure 2. Bien qu'on ait représente une forme d'exécution préférée de l'invention, il doit être bien entendu que de nombreuses variantes d'exécution restent possibles. Ces variantes sont notamment possibles au niveau des techniques mises en oeuvre pour l'exécution des opérations de réfection et de réparation au sens de l'invention. Des variantes sont également possibles au niveau de la conception de l'équipement proprement dit, pour autant que les fonctions décrites soient réalisées. Revendications 1. Equipement destiné à permettre la réfection et la réparation de hauts fourneaux (1) comportant une goulotte tournante (7), caractérisé en ce qu'il comporte une lance de projection télescopique (21) commandée qui est montée sur, la goulotte tournante (7) et qui peut être déployée en vue d'atteindre sous l'effet combiné de la rotation et de l'inclinaison de la goulotte (7) et du déploiement de la lance (21), tous les points du haut fourneau (1) nécessitant un traitement. 2. Equipement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une caméra disposée de préférence sur la goulotte (7) dans l'axe de projection de la lance (21) et un écran de visualisation disposé à l'extérieur du haut fourneau. 3. Equipement selon 1'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le déploiement de la lance télescopique (21) est assure sous son propre poids, un effort de retenue etant exercé par un câble (25) commandé de l'extérieur. 4. Equipement selon l:une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la lance télescopique (21) est constituée de tubes à section carrée et en ce qu' unetêtedeprojection courbée (23) a l'angle désiré est montée à l'extrémité de ladite lance (21). 5. Equipement selon la revendication 4, caractérisé en ce que dans lesdits tubes à section carrée de la lance (21) sont logés les conduits (29) amenant à la tête de projection (13) des matières adéquates. 6. Equipement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite lance (21) est accrochée aux éléments raidisseurs (412 43) de la goulotte (7) qui entretoisent les bords supérieurs de ladite goulotte (7). 7. Equipement selon la revendication 6, caractérisé en ce que des entretoises supplémentaires sont ajoutées à la goulotte (7) pour supporter ladite lance (21). 8. Equipement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite lance (21) est suspendue à l'extrémité de ladite goulotte (7) et que des vérins (51) permettent de modifier l'angle d'inclinaison de la lance (21) par rapport à la goulotte (7). 9. Procédé de réfection ou de réparation d'un haut fourneau (1) comportant une goulotte tournante (7), caractérisé en ce qu'on monte un équipement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 sur la goulotte (7) et assure le traitement de réfection ou de réparation souhaité en associant aux mouvements propres de la goulotte un mouvement de déploiement de la lance (21). 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'on assure le traitement de réfection ou de réparation en travaillant de haut en bas dans la cuve du haut fourneau (1).