Brevet FR2660929A1 — publié le 19911018

La présente invention concerne un dispositif pour préparer, dans un caisson de pilonnage, un pain de charbon à cokéfier et pour enfourner de manière simple ce pain. Certains fours à cokéfier sont alimentés par des pains de charbon qui sont préparés par pilonnage dans des caissons situés à l'entrée du four. L'alimentation est réalisée par translation du pain à l'intérieur du four au moyen d'une pelle d' enfournement qui est constituée par la paroi de fond et la paroi arrière du caisson de pilonnage. La présente invention est un perfectionnement à ce type de matériel permettant de prendre en compte les aléas de l'opération d'enfournement au cours de laquelle le pain s'effritant s'oppose souvent à une introduction s effritant simple de la pelle dans le four. A cet effet, elle a donc pour objet un dispositif de préparation et d' enfournement d'un pain de charbon à cokéfier comprenant une installation de pilonnage située à l'entrée du four, un caisson de pilonnage sous l'installation de pilonnage, délimité par deux parois verticales latérales espacées l'une de l'autre d'une distance égale à la largeur de l'ouverture du four, par une paroi verticale avant escamotable disposée à l'extrémité du caisson la plus proche de l'ouverture du four, et par un ensemble mobile entre les deux parois verticales comprenant une semelle horizontale et une paroi verticale arrière formant ensemble pelle d'enfournement mobile entre une première position sous l'installation de pilonnage et une seconde position dans laquelle la semelle est logée à l'intérieur du four et la paroi arrière plaquée sur l'ouverture du four.Dans ce dispositif, selon l'invention la paroi verticale arrière est portée par l'avant d'un chariot solidaire de manière détachable de l'arrière de la semelle et sous lequel cette semelle peut être retirée, tandis qu'il est prévu des moyens de retenue de la paroi verticale arrière dans la seconde position de la pelle, constitués par une traverse sensiblement horizontale de longueur au moins égale à l'écartement des parois latérales, articulée par l'une de ses extrémités autour d'un axe vertical sur l'extrémité avant d'une des parois latérales de manière à pouvoir pivoter entre une première position où elle s'étend à l'extérieur du volume balayé par le pain de charbon lors de son enfournement et une seconde position dans laquelle elle s'étend dans ce volume en appui sur les deux extrémités avant des parois latérales, derrière la paroi verticale arrière de la pelle d'enfournement dans sa seconde position, un vérin extensible en direction de cette paroi arrière étant porté par la partie médiane de la traverse. Dans un mode de réalisation de l'invention, la paroi verticale arrière du caisson comporte un gousset de renforcement, s'étendant vers l'arrière perpendiculairement au plan de la paroi, reliée au chariot par une goupille sécable, et comportant une ouverture pour le rabattement de la traverse de sa première vers sa seconde position. Par ailleurs, afin de prendre en compte les inclinaisons de la paroi arrière, en fin de course d'enfournement, et pour encaisser le mouvement de descente de cette paroi lors de l'extraction de la semelle inférieure, le vérin susdit est attelé à la traverse par le moyen d'une pièce d'articulation de manière à posséder deux degrés de liberté en oscillation autour de deux axes orthogonaux respectivement horizontal et vertical. L'invention sera mieux comprise au cours de la description donnée ci-après à titre d'exemple d'un mode de réalisation de l'invention. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels - les figures 1 et 2 sont des schémas illustrant le dispositif de l'invention dans ses deux positions avant et après enfournement (l'une des parois latérale étant enlevée dans la figure 2), - la figure 3 est une vue de détail du mécanisme de verrouillage mis en service lors du retrait de la semelle inférieure. Sur les figures est représentée l'entrée 1 d'un four de cokéfaction devant laquelle il existe un poste de pilonnage 2 destinée à la confection d'un pain de charbon à enfourner. De manière connue en soi, ce poste comporte un caisson 3 et des groupes de pilons 4 à l'aplomb de l'ouverture supérieure de ce caisson. Le caisson proprement dit est délimité par deux parois latérales 5 et 6 verticales distantes l'une de l'autre d'une cinquantaine de centimètres, par une paroi avant 7, par une paroi arrière 8, appelée bouclier arrière, et par une semelle inférieure 9. Lorsque le pain de charbon est à constituer, les différentes parois sont attelées les unes aux autres pour former un caisson rigide dans lequel le charbon est tassé par les pilons 4. Ce tassement étant effectué, les pilons 4 sont maintenus en position haute et la porte avant 7 est retirée. On désolidarise les unes des autres les parois du caisson à l'exception de la semelle 9 et du bouclier arrière 8. On écarte légèrement de sa position l'une 6 des parois latérales pour la décoller du pain de charbon et en agissant sur la semelle 9, on pousse. le pain à l'intérieur du four (figure 2). Le bouclier 8 est entraîné dans ce mouvement par une butée 10 située à l'arrière de la semelle 9. On procède ensuite au retrait de la semelle sous le pain de charbon qui est maintenu dans le four par le bouclier arrière 8 retenu à l'entrée du four lors du retrait de la semelle. Enfin, un câble 11 permet de tracter le bouclier vers sa position initiale. Conformément à l'invention, le bouclier 8 comporte un chariot inférieur 12 dont les organes de roulement 13 reposent sur la semelle 9. Ce chariot porte à l'avant une articulation pour la paroi frontale 14 du bouclier 8. Cette paroi, revêtue à l'avant d'un matériau réfractaire, est équipée à l'arrière d'un gousset central 15 dont le bord inférieur 15a repose sur une butée ou goupille 16 qui peut se sectionner si l'effort que subit la paroi 14 est trop important lors de l'introduction du pain dans le four. Le gousset peut être broché sur le chariot par cette goupille. Le gousset 15 possède une ouverture 15b dont on expliquera le rôle ci-après. A l'avant, c'est-à-dire au voisinage de l'entrée 1 du four, le caisson comporte un organe 20 de blocage du bouclier 8 en position de fin d'enfournement. Cet organe est constitué par une traverse 21, articulée par l'une de ses extrémités autour d'un axe vertical fixe 22 porté par l'extrémité frontale de la paroi latérale 6. Cette traverse peut donc pivoter horizontalement entre une position 21' (représentée en trait interrompu sur la figure 3) dans laquelle elle s'étend à l'extérieur du caisson par rapport à la paroi 6 et une position (représentée en traits pleins sur la figure 3) dans laquelle elle s'étend transversalement entre les deux parois 5,6. Dans cette position, la traverse est en appui, par son extrémité opposée à son axe de pivotement sur l'extrémité frontale de la paroi 5. Le pivotement peut être commandé par un vérin rotatif non représenté associé à l'axe 22. Cette traverse constitue le support, par sa partie médiane, d'un vérin 23 qui lui est sensiblement perpendiculaire. Le vérin 23 est attelé'à la traverse au moyen d'une pièce d'accouplement dans laquelle le vérin peut osciller autour d'un axe vertical 24 et qui, elle-même peut osciller par rapport à la traverse autour d'un axe horizontal 25. Ainsi, le vérin 23. est orientable dans un cône ayant pour axe la perpendiculaire horizontale 26 à la traverse. Le vérin est maintenu le long de cet axe par des organes de rappel élastique 27 qui résistent à l'effet de la pesanteur sur le vérin. Ces organes élastiques peuvent être des ressorts ou des pièces en élastomère qui s'opposent à la rotation du vérin par rapport à la traverse autour des deux axes 24 et 25. La tige 23a du vérin 23 est extensible vers l'avant, c'est-à-dire vers l'entrée 1 du four, quand la traverse est dans sa position active 21 de la figure 3. Ce vérin est du type à verrouillage hydraulique, c'est-à-dire que la tige peut être immobilisée dans l'une quelconque de ses positions en isolant les chambres du vérin au moyen du distributeur d'alimentation. En fin d'enfournement du pain, c'est-à-dire quand la pelle est logée dans le four, le bouclier arrière 8 se trouve dans la position de la figure 2 avec la fenêtre 15b à la hauteur de la traverse 21 escamotée vers l'extérieur. On commande le pivotement de cette traverse autour de l'axe 22 pour que celle-ci, au travers de la fenêtre 15b vienne prendre appui sur l'autre paroi verticale. Le vérin 23 est alors situé dans l'axe général médian du caisson, c'est-à-dire dans l'axe du gousset 15. On notera à ce propos que l'ouverture 15b est bordée d'un plat 15c sur lequel l'extrémité de la tige 23a vient s'appliquer lorsqu'on met le vérin en pression. On coupe alors la pression en verrouillant hydrauliquement le vérin. Le bouclier 8 est alors empêché de reculer par la traverse et le vérin qui barrent toute possibilité de mouvement de retrait en prenant appui sur les parois 5 et 6. On peut donc à ce moment procéder au retrait de la semelle 9 sur laquelle les organes de roulement 13 rouleront.Il suffit enfin de réalimenter le vérin 23 dans le sens de la rétraction de sa tige et de faire pivoter la traverse 21 en sens inverse pour dégager le bouclier 8 et le ramener dans sa position initiale au moyen du câble 11 associé à un moyen de treuillage. Les dispositions de l'invention procurent plusieurs avantages. D'abord la constitution du bouclier avec un gousset arrière renforce sa rigidité et diminue sensiblement ses déformations lors de l'enfournement. La provision d'une fenêtre 15b permet de placer l'organe de verrouillage 20 à un niveau relativement bas, ce qui est favorable au maintien correct du pain. En effet,le retrait de la pelle transmet par friction un effort à la base du pain qui tend à entraîner la paroi 14 également vers l'arrière sous un effort dont le maximum d'effet est situé à la base de cette paroi compte tenu du caractère friable du pain. Avant l'invention, le blocage du bouclier était réalisé à une altitude assez élevée, si bien que cet effort dû au retrait de la pelle tendait à faire basculer le bouclier autour du point d'application du blocage.Dans l'invention, ce point étant bas, le couple de basculement appliqué au bouclier pour un même effort engendré par le retrait de la pelle est beaucoup moindre et la cohésion de la tête du pain est préservée. Par ailleurs, l'articulation du genre cardan entre le vérin 23 et la stucture fixe qui le supporte, à savoir les parois latérales 5 et 6, autorise un mouvement du bouclier sans créer de contraintes transversales dans la tige de vérin. Ce mouvement du bouclier se produit en effet lorsque l'extrémité avant de la pelle passe sous le chariot 12 (ou au moins sous ses organes de roulement avant 13). De plus, l'utilisation d'un tel vérin verrouillable dans n'importe quelle position de sortie de la tige, permet de prendre en compte la dispersion des positions du bouclier en fin d'enfournement car, selon que le pain s'effrite plus ou moins, la pénétration de la pelle dans le four est plus ou moins bien réalisée, et la position finale du bouclier 8 est plus ou moins à l'intérieur du four. REVENDICATIONS 1. Dispositif de préparation et d'enfournement d'un pain de charbon à cokéfier comprenant une installation (4) de pilonnage située à l'entrée (1) du four, un caisson (2) de pilonnage sous l'installation de pilonnage, délimité par deux parois verticales (5, 6) latérales espacées l'une de l'autre d'une distance égale à la largeur de l'ouverture (1) du four, par une paroi verticale avant (7) escamotable disposée à l'extrémité du caisson la plus proche de l'ouverture du four, et par un ensemble mobile entre les deux parois verticales comprenant une semelle (9) horizontale et une paroi verticale arrière (8) formant ensemble une pelle d'enfournement mobile entre une première position sous l'installation de pilonnage (4) et une seconde position dans laquelle la pelle est logée à l'intérieur du four, caractérisé en ce que la paroi verticale arrière (8, 14) est portée par l'avant d'un chariot (12) solidaire de manière détachable de l'arrière de la semelle (9) et sous lequel cette semelle (9) peut être retirée, et en ce qu'il est prévu des moyens de retenue (20) de la paroi verticale arrière dans la seconde position de la pelle, constitués par une traverse (21) sensiblement horizontale, de longueur au moins égale à l'écartement des parois latérales (5,6), articulée par l'une de ses extrémités autour d'un axe vertical (22) sur l'extrémité avant d'une (6) des parois latérales de manière à pouvoir pivoter entre une première position (21') où elle s'étend à l'extérieur du volume balayé par le pain de charbon lors de son enfournement et une seconde position (21) dans laquelle elle s'étend dans ce volume en appui sur les deux extrémités avant des parois latérales, derrière la paroi verticale arrière (14) de la pelle d'enfournement dans sa seconde position, un vérin (23) extensible en direction de cette paroi arrière étant porté par la partie médiane de la traverse (21). 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la paroi verticale arrière du caisson comporte un gousset (1-5) de renforcement s'étendant vers l'arrière perpendiculairement au plan de la paroi et reliée au chariot. 3. Dispositif selon la revendicaton 2, caractérisé en ce que le gousset (15)comporte une ouverture (15b) pour le rabattement de la traverse (21) de sa première vers sa deuxième position. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le vérin de verrouillage (23) de la paroi arrière dans sa position d'enfournement est attelé à la traverse (21) par le moyen d'une pièce d'articulation de sorte que le vérin (23) possède deux degrés de liberté en oscillation autour de deux axes orthogonaux respectivement horizontal (25) et vertical (24) qui lui sont perpendiculaires. 5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'il comprend un organe de rappel (27) élastique attelé entre la traverse (21) et le vérin pour maintenir ce dernier sensiblement dans un plan horizontal et perpendiculairement à la traverse (21) lorsqu'il n'est pas en fonction. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé'en ce que le gousset (15) est relié au chariot (12) par une goupille sécable (16).