Brevet FR2607828A1 — publié le 19880610

La présente invention concerne la sidérurgie et notamment un dispositif de chargement d'un haut fourneau. Ce dispositif peut être utilisé avec des fermetures de gaz coniques. On connais un dispositif de chargement de haut fourneau comportant, disposés successivement, un entonnoir d'admission, dont l'ouverture de sortie est obturée par des fermetures de gaz à soupape, des répartiteurs de charge, des entonnoirs doseurs et des cuves supérieure et inférieure. La cuve supérieure, disposée au-dessous des entonnoirs doseurs, est obturée pendant le chargement par une fermeture conique et forme avec elle une fermeture de gaz. Cette fermeture conique est liée cinématiquement par une barre à un organe d'entraînement qui la met en mouvement de va-et-vient. Une cuve inférieure, montée au-dessous de la cuve supérieure, est obturée par une fermeture de forme tronconique creuse destinée à répartir la charge suivant le rayon du haut fourneau. La fermeture de la cuve inférieure est aussi munie d'un organe d'entraînement pour son déplacement de va-et-vient, délivré en U.R.S.S. et publié dans le bulletin "Découvertes et inventions", nO 39, 1983). Dans le dispositif de chargement qu'on vient de décrire, la fermeture de la cuve inférieure ne sert que de fermeture à la charge. Dans ce cas, la fermeture conique de gaz de la cuve supérieure fait fonction de fermeture de gaz et les soupapes qui obturent les ouvertures de sortie de l'entonnoir d'admission font office de deuxième fermeture de gaz. Le montage de la fermeture de gaz à soupape aboutit à une augmentation de la hauteur totale de tout le dispositif de chargement. Mais on ne réussit pas toujours à le réaliser car on doit changer d'autres éléments constitutifs, par exemple le chemin incliné des skips, ce qui augmente notablement les frais de reconstruction du dispositif de chargement. On s'est donc proposé un dispositif de chargement d'un haut fourneau dans lequel la fermeture de la cuve inférieure sert de fermeture de gaz et de répartiteur du coke au centre du haut fourneau, ce qui permet de garder sans changement la hauteur totale du dispositif de chargement. Le dispositif selon l'invention de chargement d'un haut fourneau comprend des cuves supérieure et inférieure, disposées séquentiellement, dont les ouvertures de sortie sont obturées par des fermetures ayant une surface latérale conique, montées de manière qu'elles puissent être mises en mouvement de va-et-vient, la fermeture obturant la cuve inférieure ayant une forme tronconique creuse et un organe de distribution, monté entre les fermetures des cuves supérieure et inférieure avec possibilité d'effectuer un mouvement de va-et-vient, réalisé sous forme d'un cône orienté vers la fermeture de la cuve inférieure par sa base, la surface inférieure de celle-ci étant au moins égale à la surface de la petite base du tronc de cône de fermeture de la cuve inférieure. Préférentiellement, l'organe de distribution est lié cinématiquement à un entraînement autonome pour sa mise en mouvement de va-et-vient. Un entraînement autonome permet d'appliquer sûrement l'organe de distribution d'une manière étanche contre le tronc de cône creux et de lever et de descendre l'organe de distribution quelle que soit la position des fermetures supérieure et inférieure. Le dispositif selon la présente invention de chargement d'un haut fourneau permet de régler la quantité de coke chargé au centre et à la périphérie du haut fourneau. Il est également possible de charger seulement à la périphérie toute la charge, qui se répartit ensuite radialement. Ce mode de réalisation de la fermeturre permet à celle-ci de faire fonction non seulement de fermeture pour la charge mais aussi de fermeture pour le gaz du dispositif de chargement et de garder inchangée la hauteur totale du dispositif de chargement du haut fourneau. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 représente en coupe verticale, d'une manière schématique, un dispositif de chargement selon l'invention ; - la figure 2 représente, d'une manière schématique, la cuve inférieure avec une fermeture selon l'invention dans la position dans laquelle toute la charge est transportée à la périphérie du haut fourneau - la figure 3 représente la même cuve inférieure dans la position dans laquelle l'organe de distribution est relevé. Le dispositif de l'invention de chargement d'un haut fourneau comporte un skip 1 (figure 1), destiné à monter les matériaux de la charge depuis une fosse de skip (non représentée) vers l'entonnoir d'admission 2. A la partie inférieure de l'entonnoir d'admission 2 sont prévues deux ouvertures de sortie 3 au-dessous desquelles est disposée une cuve supérieure 4 de révolution. Les organes décrits ci-après situés à un niveau inférieur à celui de la cuve 4 sont de symétrie générale de révolution. Un presse-toupe 5 est prévu pour assurer l'étanchéité de la cuve supérieure 4 vis-à-vis du gueulard du haut fourneau et de ses annexes. La cuve supérieure, montée mobile en rotation,peut être entraînée par une chaîne cinématique appropriée. Asa partie inférieure, la cuve 4 peut être obturée par une fermeture 6, de surface latérale conique s'évasant vers le bas et pouvant être mise verticalement en mouvement de va-et-vient. A cet effet, elle est liée cinématiquement par une tige ou un tube 7 à un organe moteur (non représenté). La cuve inférieure 8, tronconique rétrécissant vers le bas, est obturée par une fermeture 9 de forme tronconique creuse et par un organe de distribution 10, qui peut être appliqué au sommet (petite base) de la fermeture 9 ou en être séparée sous l'action d'un organe moteur autonome (non représenté), lié cinématiquement à l'organe de distribution 10 au moyen d'une barre ou d'un tube 11. L'organe de distribution 10, de forme conique s'évasant vers le bas, est disposé entre la fermeture 6 de la cuve supérieure 4 et la fermeture 9 de la cuve inférieure 8. La surface de la base de l'organe de distribution 10 est au moins égale à celle de l'ouverture supérieure, du tronc de cône de la fermeture 9. A sa partie supérieure, la fermeture 9 est équipée d'un entonnoir 15 tronconique se retrécissant vers le bas.La fermeture inférieure 9 est liée à un organe moteur (non représenté) par l'intermédiaire d'une barre 12, liée rigidement à la fermeture 9, par exemple, par l'intermédiaire d'une douille 13 et de goussets 14 reliant la surface extérieure de la douille 13 et la surface intérieure de la fermeture 9. Dans sa position inférieure, l'organe de distribution 10 repose de façon étanche sur la fermeture 9 et forme avec elle la fermeture de gaz inférieure. Dans la variante représentée les organes 7, 11, 12 sont coaxiaux, la barre 12 étant entourée du tube 11, lui-même entouré du tube 7. Le dispositif selon l'invention de chargement d'un haut fourneau fonctionne de la manière suivante. Les matériaux sont déversés du skip 1 dans l'enton- noir d'admission 2 et traversent ses ouvertures de sortie 3 pour arriver dans ;a cuve supérieure 4 qui est mise en rotation. La cuve supérieure 4 tourne, conjointement avec la charge qu'elle renferme et avec la fermeture 6 qui l'obture, d'un angle de rotation imposé. Pendant la rotation, la cuve supérieure 4 reste en portée étanche avec le gueulard 16 du haut fourneau *2r le presse-étoupe 5, par exemple, en amiante graphitée. Après cette rotation, on ouvre les soupapes de mise à l'atmosphère (non représentées, la pression des gaz entre les fermetures 6 et 9 des cuves supérieure 4 et inférieure 8 s'égalise avec la pression atmosphérique.La fermeture 6 descend (voir tireté figure 1) et les matériaux de la charge se déversent dans l'espace compris entre la fermeture 9 et la cuve 8. La fermeture 6 est refermée et le cycle recommence jusqu'à ce que la quantité de matériaux à amener (habituellement le contenu de quatre bennes de skip) soit accumulée sur la fermeture 9 et la cuve 8. On ferme ensuite les soupapes de mise à l'atmosphère et on ouvre les soupapes de remplissage, la pression de gaz dans la chambre située entre les fermetures 6 et 9 devient égale à la pression de gaz dans le gueulard 16. Puis, la fermeture 9 descend et les matériaux constituant la charge se déversent dans le gueulard du haut fourneau. Ce déversement peut être réalisé selon deux schémas différents, indépendants. La figure 2 représente un premier schéma dans lequel la fermeture 9 et l'organe de distribution 10 descendent conjointement. Tous les matériaux constituant la charge arrivent à la périphérie du gueulard et de là se répandent sur la surface supérieure des matériaux déjà chargés vers les zones intermédiaire et centrale du haut fourneau. Pendant ce type de déversement, les lois de répartition des matériaux d'après leurs grosseurs et leurs masses sont celles qui agissent sur ces matériaux au cours de leur chargement dans un haut fourneau à l'aide des dispositifs de chargement connus équipés de fermetures à surface latérale conique. La figure 3 représente l'autre schéma de chargement des matériaux dans un gueulard de haut fourneau. Dans ce cas, après que toute la charge ait été accumulée sur la fermeture inférieure 9, la dernière benne de skip devant fournir obligatoirement du coke, on soulève l'organe de distribution 10 et le coke se déverse, à travers l'entonnoir 15 disposé dans l'ouverture du tronc de cône creux de la fermeture 3, directement vers le centre du haut fourneau. La quantité de coke versée au centre du haut fourneau dépend du volume de coke amené et peut être réglée entre les zones en n'importe quel rapport. Après le déversement du coke à travers l'entonnoir 15 de la fermeture 9 au centre du haut fourneau, la fermeture 9 descend et le reste des matériaux est déversé à la périphérie du gueulard du haut fourneau. Lorsque le haut fourneau est chargé selon ce schéma, les minerais ne parviennent pas au centre du haut fourneau. De ce fait, il est possible de maintenir le courant de gaz dans des limites optimales, ce qu'on ne réussit pas à obtenir à l'aide des procédés connus de chargement des hauts fourneaux. En utilisant le deuxième schéma de travail (figure 3) il est possible d'amener au centre des minerais mais, dans ce cas, il faut utiliser, au lieu de l'ordre direct (AACC; , A représente une benne d'aggloméré, C une benne de coke, J désigne l'abaissement de la fermeture inférieure 9) un ordre inverse d'approvisionnement par les skips ( CCAA 1). Le dispositif de l'invention de chargement d'un haut fourneau permet de modifier la répartition des minerais le long d'un plan vertical radial du haut fourneau en n'importe quel rapport. Le réglage du courant de gaz selon les distances à l'axe et selon la circonférence du haut fourneau permet de réduire la consommation de coke dt: 10 à 15 kg/t de fonte et d'accroître, en même temps, le rendement du haut fourneau de 1,5 à 2,5 %. - REVENDICATIONS 1. Dispositif de chargement d'un haut fourneau dans lequel les ouvertures de sortie des cuves supérieures (4) et inférieure (8) disposées successivement suivant le cheminement de la charge sont obturées par des-fermetures (6, 9) ayant une surface conique latérale, montées mobiles en mouvements de va-et-vient verticaux, la fermeture (9) obturant la cuve inférieure (8) ayant une forme tronconique creuse, caractérisé en ce qu'un organe de distribution (10) est monté entre les fermetures des cuves supérieure (4) et inférieure (8) mobiles en mouvement de va-et-vient vertical, de forme conique s'évasant vers le bas orienté vers la fermeture (9) de la cuve inférieure (8) par sa base, dont la surface de la base est au moins égale à la surface de la petite base du tronc de cône creux de la ferrieture (9). 2. dispositif de chargement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la position de l'organe de distribution (10) par rapport à la fermeture (9) est commandé de façon autonome.