Brevet FR2668603A3 — publié le 19920430

FR 2668603 A3 19920430 FR 9013395 A 19901029 La présente invention a pour objet un appareil destiné à la mesure de certaines caractéristiques physiques d'un produit granulé minéral, devant être déposé sur une chaîne d'agglomération dans des installations métallurgiques telles que les hauts fourneaux d'élaboration de la fonte. Plus particulièrement l'invention concerne la mesure de la perméabilité d'un mélange minéral d'agglomération subissant une contrainte donnée, et l'aptitude au tassement de ce produit granulé. Jusqu'à présent ces mesures ont été réalisées au moyen de deux appareils distincts. La mesure de perméabilité réalisée jusqu'ici n'est pas effectuée sous une contrainte connue. Le tassement du mélange est lié à deux paramètres - le poids de la matière, - et surtout la chute que subit la matière pour être versée dans le récipient de mesure. Là se pose un problème de reproductibilité de la façon de verser. L'invention a pour but de permettre la mesure de ces deux caractéristiques physiques au moyen d'un seul appareil, afin de simplifier les moyens nécessaires et d'en diminuer le coût, et aussi de déterminer la perméabilité pour différentes contraintes connues. L'appareil visé par l'invention comprend un récipient destiné à recevoir un produit granulé, et est caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison des moyens pour la mesure de l'aptitude au tassement du produit granulé, et des moyens pour la mesure de la perméabilité dudit produit granulé. Suivant un mode de réalisation de l'in vention, les moyens pour la mesure de l'aptitude au tassement du produit comprennent un piston placé en appui sur la surface supérieure du chargement de produit granulé dans le récipient, des moyens de poussée de ce piston pour appliquer une poussée prédéterminée sur le chargement de produit granulé, et un capteur du déplacement du piston par rapport au récipient. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'axe du récipient étant vertical, le piston est pourvu d'une tige supportant la poussée exercée par un organe réglable et l'appareil comporte un dispositif de guidage du piston, par exemple un cylindre concentrique à l'axe du piston, reposant sur; l'extrémité supérieure du récipient auquel il est fixé de manière démontable. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention, les moyens de mesure de la perméabilité du produit granulé comprennent une première plaque perforée placée dans le récipient et supportant le chargement de produit granulé, une seconde plaque perforée faisant partie du piston et par laquelle ce dernier repose sur ledit chargement, des ouvertures de passage d'air ménagées dans le piston et dans son dispositif de guidage, des moyens d'injection d'air dans ces ouvertures, une sortie d'air à la base du récipient, des moyens d'aspiration d'air par cette sortie et de mesure du débit d'air sortant du récipient, et des moyens de mesure de la perte de charge entre un espace intercalaire situé entre le piston et son dispositif de guidage, et une zone située sous la plaque perforée inférieure supportant le chargement. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif. - La figure 1 est une vue en coupe axiale verticale partielle d'une forme de réalisation de l'appareil de mesure de certaines caractéristiques physiques d'un produit granulé, conforme à l'invention. - La figure 2 est une vue en élévation de l'appareil de la Fig.1 dont la partie mobile constituée par le piston et son dispositif de guidage a été démontée et remplacée par une trémie de chargement du produit granulé. - La figure 3 est une vue en élévation de l'appareil de la Fig.1, complété par un ensemble de masses marquées portées par le piston. L'appareil représenté de manière partielle aux dessins, est destiné à la mesure de l'aptitude au tassement d'un produit granulé devant être utilisé sur une chaîne d'agglomération dans une installation métallurgique, telle qu'un haut fourneau, et à la mesure de la perméabilité de ce produit granulé. Comme on le sait, l'aptitude au tassement du produit granulé est définie par la mesure du déplacement du piston sous l'effet d'une force exercée sur celui-ci, tandis que la perméabilité du produit granulé est définie comme le débit d'air passant dans le chargement de produit granulé pour une perte de charge définie. L'appareil comprend un récipient 1 d'axe XX vertical, de forme appropriée, par exemple cylindrique, supporté par un chassis 2 (Fig.2 et 3). Le récipient 1 contient à sa partie inférieure une plaque 3 perforée d'une multitude de trous 4 permettant le passage de l'air, et sous laquelle est disposée une grille 5 délimitant avec la plaque perforée 3 une chambre 6 d'homogénéisation de pression. La grille 5 repose sur une base conique 7 du récipient 1, prolongée par un conduit 8 de sortie d'air, reliée à un dispositif 9 d'aspiration d'air et de mesure du débit d'air d'un type connu en soi, donc non représenté en détail. La hauteur du récipient 1 peut être réglée grâce à une partie supérieure Il démontable, donc pouvant être remplacée par une autre partie de hauteur différente, fixée à la partie inférieure par un système de liaison 12 approprié et connu en soi. Par ailleurs, le diamètre du récipient cylindrique 1 peut varier en fonction de la granulométrie du chargement M de matière granulée reposant sur la plaque inférieure 3. A titre d'exemple numérique indicatif non limitatif, dans le cas d'un mélange minéral d'agglomération, le diamètre du récipient 1 peut être voisin de 200mm. D'autre part, le diamètre et l'espacement des trous 4 varient en fonction de la granulométrie du mélange M. L'appareil comprend un piston 13 placé en appui sur la surface supérieure du chargement M de produits granulés. Ce piston 13 est constitué d'une cloche 14 et d'une tige 27 d'axe XX. La cloche 14 est percée dans sa paroi supérieure d'ouvertures 16 de passage d'air, et pourvue à sa base d'une plaque perforée 15 reposant sur la surface supérieure du chargement M. Une force F est exercée verticalement sur l'axe XX par le piston 13, sur le chargement M, par exemple au moyen d'un ensemble 17 de masses marquées réglables montées sur l'extrémité supérieure de la tige 27 (Fig.3). L'appareil comporte en outre un dispositif 18 de guidage du déplacement du piston 13, fixé de manière amovible sur la partie supérieure 11 du récipient 1, coaxialement à celui-ci et extérieurement au piston 13. Le dispositif de guidage 18 comporte une jupe inférieure 18b en appui sur la partie supérieure 11 du récipient 1, et une partie tubulaire supérieure 18a coaxiale à la tige 27 qui y est placée de manière coulissante.Dans la jupe 18b sont agencés des orifices 19 d'injection d'air par des moyens non représentés, et la jupe 18b est fixée au récipient I par des attaches 21 connues en soi, permettant un démontage rapide du dispositif de guidage 18. Un capteur 22 du déplacement du piston sous; l'effet des masses 17, et par suite du tassement du chargement M de produits granulés, est relié d'une part à la tige 13, et d'autre part à la face supérieure, fixe, d'appui de la jupe cylindrique 18b. Le dispositif est complété par des tubulures 23, 24 branchées respectivement dans la chambre inférieure 6 d'homogénéisation de pression, et dans l'espace 10 intercalaire entre la cloche 14 et la jupe 18b. Ces tubulures 23, 24 sont reliées à un manomètre 25 permettant de mesurer la perte de charge entre la chambre inférieure 6 et la chambre supérieure 10. Le mode de mise en oeuvre de l'appareil qui vient d'être décrit est le suivant. Tout d'abord, afin de procéder au chargement du récipient 1 en matière granulée, on démonte le dispositif de guidage 18 à l'aide des attaches 21 ainsi que le piston 13, et le capteur 22, puis on installe une trémie 26 (Fig.2) sur le récipient 1. Une manette de serrage 20 portée par le châssis 2 permet d'immobiliser l'ensemble du dispositif en rotation autour de l'axe XX par rapport au châssis 2. On déverse par la trémie 26 le chargement M de matière granulée, puis on enlève la trémie et on remonte le piston 13, son dispositif de guidage 18, le capteur de déplacement 22 et les masses réglables 17 permettant d'exercer sur le piston 13 la force verticale F suivant l'axe XX. On injecte alors de l'air dans les ouvertures 19 (flèche sur la Fig.1), et on met en marche les moyens 9 d'aspiration d'air et de mesure de son débit par la sortie 8. L'air est aspiré à travers le chargement M tandis que les masses réglables 17 et le piston 13 provoquent un tassement du chargement M. On mesure le débit d'air à la sortie 8 ainsi que la différence de pression entre les chambres 6 et 10 par les prises d'air 23, 24 et le manomètre 25. On en déduit la perméabilité de la matière granulée, définie comme le débit d'air passant pour une perte de charge déterminée. Les masses marquées 17 peuvent en variante être remplacées, soit par la mise en oeuvre d'un bras de levier afin d'éviter la manipulation de masses trop importantes, soit par un vérin, par exemple pneumatique, exerçant sa poussée suivant l'axe XX. Ce dernier mode de réalisation est particulièrement indiqué dans le cas d'un mélange minéral d'agglomération. L'aptitude au tassement du produit granulé est déterminée, pour une force F donnée exercée sur la charge M, par le déplacement du piston 13 suivant l'axe vertical XX, mesuré par le capteur 22. Dans le cas d'une agglomération sur grille, la mesure de l'aptitude au tassement permet d'apprécier l'efficacité des liants utilisés pour noduliser le produit granulé, et aussi l'impact de la ségrégation granulométrique. Enfin l'invention présente l'avantage de réunir sur un seul appareil des moyens de mesures qui jusqu'à présent nécessitaient des appareils distincts. REVENDICATIONS 1. Appareil pour la mesure de caractéristiques physiques de produits granulés, comprenant un récipient (1) destiné à recevoir un chargement de produit granulé (M), caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison des moyens (13, 18, 17, ...) pour la mesure de l'aptitude au tassement du produit granulé, et des moyens (19, 16, 25,...) pour la mesure de la perméabilité dudit produit granulé. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour la mesure de l'aptitude au tassement du produit comprennent un piston (13) placé en appui sur la surface supérieure du charge gement (M) de produit granulé, des moyens réglables (17) de poussée de ce piston pour appliquer une poussée (F) prédéterminée sur le chargement de produit granulé, et un capteur (22) du déplacement du piston par rapport au récipient. 3. Appareil selon la revendication 2, dans lequel l'axe (XX) du récipient est vertical, caractérisé en ce que le piston (13) comprend une tige (27) supportant la poussée exercée par lesdits moyens réglables (17), et l'appareil comporte un dispositif (18) de guidage du piston. 4. Appareil selon la revendication 3, ca ractérisé en ce que le dispositif (18) de guidage du piston (13) comporte une jupe (18b) reposant sur la partie supérieure (11) du récipient (1), et une partie tubulaire (18a) supérieure coaxiale à la tige (27) du piston (13) et dans laquelle la tige (27) est montée coulissante et ce dispositif de guidage est fixé de manière amovible sur le récipient (1). 5. Appareil selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le capteur (22) du déplacement du piston (13) prend appui sur le dispositif (18) de guidage du piston (13) et est relié à la tige (27) de ce dernier. 6. Appareil selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de mesure de la perméabilité du produit granulé comprennent : une première plaque perforée (3) placée dans le récipient (1) et supportant le chargement (M) de produit granulé, une seconde plaque perforée (15) faisant partie du piston (13) et par laquelle ce dernier repose sur ledit chargement, des ouvertures (16, 19) de passage d'air ménagées dans le piston (13) et dans-. son dispositif de guidage (18), des moyens d'injection d'air dans ces ouvertures, une sortie d'air (8) à la base du récipient (1), des moyens (9) d'aspiration d'air par cette sortie et de mesure du débit d'air sortant du récipient, et des moyens (23, 24, 25) de mesure de la perte de charge entre un espace intercalaire (10) situé entre le piston (13) et son dispositif de guidage, et une chambre (6) d'homogénéisation de pression située sous la plaque perforée inférieure (3) supportant le chargement (M). 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que la chambre (6) d'homogénéisation de pression est limitée à sa partie inférieure par une grille (5) positionnée au-dessus de la sortie d'air (8).