Brevet FR2613051A1 — publié le 19880930

PROCEDE ET DISPOSITIF DE CORRECTION DE LA TRAJECTOIRE DE CHUTE DANS UNE INSTALLATION DE CHARGEMENT D'UN FOUR A CUVE La présente invention concerne un procédé de correction de la trajectoire de chute dans une instal- lation de chargement d'un four a cuve pour compenser les mouvements et inclinais s aléatoires de celui-ci, com- prenant un sas de stockage porté par une charpente indé- pendante de four et relié à celui-ci par un compensateur. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. L'invention vise plus particulièrement une ins- tallation du type à chargement central selon le document EP-B1-0062770, dans lequel la trémie d'attente et le sas de stockage sont alignés sur l'axe central au dessus du four. Il est bien connu qu'un haut fourneau peut, au fil du temps, sous l'effet de dilatations thermiques ou de compressions locales par la charge, s'incliner légèrement par rapport à sa position initiale. Autrement dit, l'axe central de la trajectoire de chute de la matière de chargement tombant du sas de stockage ne correspond plus à l'axe du four, étant donné que le sas ne subit pas les mouvements du four, vu qu'il est supporté par une char- pente indépendante. Ces mouvements relatifs entre le four et le sas sont rendus possibles grâce au compensateur entre la tête du four et la cage à clapet se trouvant sous le sas. Certes, ce désaxement de la tête du four par rapport à sa position initiale ou de référence est très faible, mais il suffit pour occasionner une répartition excentrique de la matière de chargement étant donna que les effets se cumulent pour les couches successives et que, dans le cas d'une goulotte de distribution, l'effet du désaxement intervient doublement, car d'un c6té, il est négatif, et de l'autre côté, il est positif. Le but de la présente invention est de prévoir un procédé et un dispositif de correction de la trajectoire de chute pour que celle-ci corresponde toujours à l'axe central de celui-ci, malgré ses mouvements et inclinai- sons aléatoires. Pour atteindre cet objectif, le procédé proposé par la présente invention est caractérisé en ce que l'on détecte les déplacements latéraux de la tête du four par rapport au sas et en ce qu'on incline le sas de stockage jusqu'a ce que l'axe de la trajectoire de chute de la matière de chargement corresponde avec l'axe central du four. L'inclinaison du sas de stockage est, de préfé- rence, réalisée en le soulevant du côté o l'axe central du four s'écarte de l'axe central initial de référence et en l'abaissant sur le côté opposé. L'invention prévoit également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de correction dans une installation dans laquelle le sas est supporté par l'in- termédiaire de plusieurs pesons, qui est caractérisée par des moyens pour soulever ou abaisser chaque peson et par une couronne de détecteurs indépendants du four prévus autour de la partie inférieure du compensateur pour dé- terminer la direction et l'amplitude de l'écartement de la tête du four par rapport à l'axe initial de référence. Lesdits moyens peuvent être constitués, chacun, par une tige filetée supportant un peson et déplaçable verticalement à travers un bottier et le filet axial d'un pignon logé, par l'intermédiaire d'un roulement, dans ce boîtier, et mis en rotation au moyen d'un vis sans fin sous l'action d'un moteur, ladite tige étant associée à des moyens interdisant sa rotation, mais permettant son déplacement vertical. Le moteur provoquant le mouvement vertical de ladite tige filetée peut être actionné ma- nuellement ou automatiquement sous la commande des détec- teurs du désaxement du four. Le sas de stockage peut être porté par les pesons ou être suspendu aux pesons. D'autres particularités et caractéristiques res- sortiront de la description détaillée d'un mode de réali- sation préféré, présenté ci-dessous, à titre d'llustra- tiorn, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 montre schématiquement une instal- lation de chargement d'un four a cuve qui s'est légè- rement inclinée par rapport à sa position initiale; la figure 2 illustre schématiquement le procédé de correction de la trajectoire de chute dans l'instal- lation de la figure 1, et la figure 3 mont:-e schématiquement les détails d'un moyen permettant de modifier l'inclinaison du sas de stockage. La figure 1 montre schématiquement la tête d'un four à cuve 10 dans lequel se trouve un dispositif de répartition de la matière de chargement qui n'est pas représenté mais qui est, de préférence, constitué par une goulotte de distribution rotative ou oscillante. Cette goulotte est actionnée au moyen d'un mécanisme d'entrat- nement connu représenté schématiquement par la référence 12. Au dessus du four 10 se trouvent, alignés sur l'axe central O de celui-ci, un compensateur ondulé 14, une cage à clapet 16, un sas de stockage 18 et une trémie d'attente 20. Tout ce qui se trouve au dessus du compen- sateur 14 est supporté par une charpente constituée prin- cipalement d'une armature de support horizontale 22, portée par plusieurs montants verticaux, eux-mêmes sup- portés par une structure indépendante du four 10, par exemple la tour carrée généralement prévue autour d'un four à cuve. Comme expliqué dans l'introduction, le four bouge au fil du temps et il est possible qu'au bout d'un cer- tain temps, son axe central O se décale dans la position représentée par O', la nouvelle position du four 10 étant représentée en traits mixtes sur le côté gauche de la figure. Le décalage a illustrant l'amplitude du dé- placement de l'axe du four a été exagéré par rapport aux dimensions générales de l'installation pour les besoins de l'explication. Ce décalage a se prolonge jusque dans la r6gion du compensateur 14 qui permet justement la transition entre l'axe O' et l'axe initial de référence O. Pour assurer, malgr5 ce décalage, un chargement central suivant l'axe réel O' du four 10, on incline le sas 18, comme le montre la figure 2, du côt6 opposé au décalage a par rapport a l'axe initial O. A cet effet, on soulève légèrement le sas 18 du c6té gauche sur la figure 2 et on l'abaisse légèrement sur le côté oppose de ma- nière à l'incliner d'un angle " par rapport à sa posi- tion initiale jusqu'a ce que le centre de son ouverture d'écoulement se trouve sur le prolongement de l'axe réel O' du four 10. La figure 3 montre schématiquement un mode de réalisation avantageux d'un dispositif permettant d'in- cliner un sas de stockage qui est suspendu par l'intermé- diaire de plusieurs, de préférence quatre, pesons à l'ar- mature 22. Sur la figure 3, on aperçoit schématiquement la partie supérieure du sas 18 qui est suspendu à l'un des pesons 28. Ce peson peut, par exemple, être constitue d'une cage 30 dans laquelle se trouve une cellule de contrainte 32, par exemple un transducteur piézo-élec- trique; un arceau 34 soudé sur la paroi extérieure du sas 18 traverse le fond de la cage 32 et repose sur la tête de la cellule 32. Au lieu d'une cellule 32 permettant la mesure du poids par effet de compression, il est bien entendu également possible de prévoir une cellule me- surant la traction. Le peson 30 est suspendu à l'extrémité inférieure d'une tige 36 traversant l'armature 22. La partie infé- rieure 38 de cette tige 36, ainsi que l'ouverture de passage dans l'armature 22 pour cette partie 38, ont des sections polygonales pour empêcher la rotation de la tige 36 autour de son axe longitudinal mais pour permettre, par contre, un glissement vertical de cette tige 36. Sur l'armature 22 se trouve un bottier 40 tra- versé par la partie supérieure de la tige 36 qui comporte un filet extérieur 42. A l'intérieur du bottier 40 se trouve un réducteur pour actionner la tige 36 dans le sens vertical. Dans l'exemple représenté, ce réducteur est composé d'un engrenage à vis sans fin comprenant une vis 44 agissant sur la couronne d'un pignon 46 logé par l'intermédiaire de roulements 48 à l'intérieur du boîtier 40. Ce pignon 46 comporte un passage axial pourvu d'un filet qui est en engrenage avec la partie filetée 42 de la tige 36. L'arrangement est donc tel qu'une rotation de la vis sans fin 44 occasionne par la rotation du pignon 46 une montée ou une descente dela tige 36 selon le sens de rotation de la vis 44. Cette vis 44 peut être entrai- née à l'aide d'un moteur électrique non représenté. La référence 50 représente une lame flexible reliant la partie supérieure du sas 18 à l'armature 22. Cette lame 50 assure la stabilité horizontale et gira- toire du sas 18 tout en préservant sa liberté de mouve- ment vertical pour permettre la pesée à l'aide de pesons 28. Pour connaître l'amplitude du relevage ou de l'abaissement de la tige 36 nécessaire à l'inclinaison del'axedu sas 18 pour le rétablissement delachute centrale, on prévoit avantageusement autour de la partie inférieure du compensateur 14 une série de détecteurs non représentés. Il peut s'agir en l'occurence de détecteurs de distance connus en soi qui sont montés de manière indépendante du four pour ne pas subir les mouvements de celui-ci. Ces détecteurs permettent de mesurer le rappro- chement ou l'éloignement du compensateur 14 et de fournir ainsi une indication quant à l'amplitude du décalage a. Celui des détecteurs qui fournit le plus grand signal de mesure est, bien entendu, représentatif de l'orientation du décalage a. Connaissant ces mesures, on peut actionner manuellement chacun des moteurs agissant sur les vis sans fin 44 jusqu'à ce que l'axe du sas 18 soit incliné d'un angle t par rapport à l'axe vertical. Le contrôle de l'opération d'inclinaison du sas, c.-à-d.la détermination du moment o l'inclinaison voulue est atteinte, peut être effectué de différentes manières. Il est, par exemple, possible de monter les détecteurs destinés a mesurer l'amplitude et l'orientation du déca- lage a sur un support circulaire solidaire de la bride supérieure fixe du compensateur 14. Ceci signifie que l'inclinaison du sas 18 occasionne un décalage horizontal du support des détecteurs et, par conséquent, des détec- teurs eux-mêmes. On peut donc effectuer manuellement la commande de l'opération d'inclinaison du sas 18 jusqu'à ce que le compensateur 14 soit, a nouveau, parfaitement cylindrique, c.-à-d. jusqu'à la disparition des signaux de mesure fournis par les détecteurs. Il est bien entendu également possible de cal- culer à partir des signaux représentant le décalage a l'angle d'inclinaison t du sas nécessaire à la compen- sation de ce décalage et d'actionner automatiquement sous la commande du calculateur les moteurs permettant la réalisation de l'inclinaison. La description ci-dessus se réfère à un sas qui est suspendu à l'armature 22 par l'intermédiaire de pesons. Il est toutefois possible d'appliquer l'invention également à un sas porte, c.-àd. un sas qui repose sur l'armature 22 par l'intermédiaire de pesons, ceux-ci étant, dans ce cas, portés par l'extrémité supérieure des tiges 36. REVENDICATIONS 1. Procédé de correction de la trajectoire de chute dans une installation de chargement d'un four à cuve pour compenser les mouvements et inclinaisons alea- toires de celui-ci, comprenant un sas de stockage (18) porté par une charpente indépendante du four (10) et relié à celui-ci par un compensateur (14), caractérisé en ce qu'on détecte les déplbcements latéraux de la tête du four (10) par rapport au sas et en ce qu'on incline le sas de stockage (18) jusqu'à ce que l'axe de la trajec- toire de chute de la matière de chargement corresponde avec l'axe central déplacé (0O') du four (10). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on soulève le sas (18) du côté o l'axe central du four s'écarte de l'axe initial de référence (O) et en ce qu'on l'abaisse sur le côté opposé. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre de procédé de correction selon la revendication 1, dans une instal- lation dans laquelle le sas (18) est supporté par l'in- termédiaire de plusieurs pesons, caractérisé par des moyens pour soulever ou abaisser chacun des pesons (28) et par une couronne de détecteurs indépendants du four prévus autour de la partie inférieure du compensateur (14) pour déterminer la direction et l'amplitude a de l'écartement de la tête du four (10) par rapport à l'axe initial de référence (O). 4. Dispositif selon la revendication 3, carac- térisé en ce que chacun des moyens est constitué par une tige filetée (36) supportant un peson (28) et déplaçable verticalement à travers un bottier (40) et le filet axial d'un pignon (46) logé, par l'intermédiaire d'un roulement (48), dans ce bottier (40) et mis en rotation au moyen d'une vis sans fin (44) sous l'action d'un moteur et en ce que ladite tige (36) est associée à des moyens inter- disant sa rotation mais permettant son mouvement vertical. 5. Dispositif selon la revendication 3, carac- térisé en ce que les détecteurs autour du compensateur (14) sont montés sur un support circulaire solidaire de la bride supérieure fixe du compensateur (14). 6. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 3 à 5, caractérisé en ce que les moteurs provo- quant le mouvement vertical desdites tiges filetées (36) sont commandés manuellement. 7. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 3 à 5, caractérisé en ce que les moteurs provo- quant le mouvement vertical desdites tiges filetées (36) sont commandés automatiquement par un calculateur en fonction des signaux fournis par les détecteurs. 8. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 3 à 6, caractérisé en ce que le sas (18) est suspendu aux pesons (28). 9. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 3 à 6, caractérisé en ce que le sas (18) est porté par les pesons (28).