Brevet FR2830616A1 — publié le 20030411

DISPOSITIF ET PROCEDE POUR PESER ET DOSER DE FACON CIBLEE UN MATERIAU EN VRAC La présente invention a pour objet un dispositif pour peser et doser de façon ciblée un matériau en vrac, provenant d'un récipient de collecte pour l'introduire dans une poche de coulée. En liaison avec le traitement complémentaire de masses fondues liquides, notamment dans le cadre de la métallurgie utilisant des poches de coulée, l'addition de matériaux en vrac appropriés et surtout de carbure de calcium est une étape opératoire usuelle, afin d'améliorer la qualité de l'acier. L'addition de cet agent de traitement complémentaire s'effectue habituellement en des quantités définies de façon précise et la plupart du temps à l'aide d'appareils de convoyage et d'injection par soufflage, soit avant le remplissage de la poche de coulée avec la masse fondue d'acier, soit directement dans la masse fondue. Ce qui est en général problématique, dans de nombreux cas, c'est le prélèvement ciblé des quantités requises de l'agent de traitement à partir du réservoir et son transfert à/dans la poche de coulée. C'est pourquoi la présente invention a pour but de développer un dispositif pour peser et doser d'une manière ciblée un matériau en vrac provenant d'un récipient de collecte pour son introduction dans une poche de coulée, et à l'aide duquel les quantités désirées de prélèvement sont choisies par avance de façon précise dans une gamme de pesée aussi large que possible, sont prélevées d'une façon ciblée à partir du réservoir ou du récipient de collecte et peuvent être envoyées directement, sans aucun retard, dans la poche de coulée. Ce problème est résolu à l'aide d'un dispositif correspondant, comprenant une combinaison mobile comprenant : a) un récipient de dosage, b) un dispositif de convoyage, et c) une unité combinée de pesée et de dosage. De façon étonnante, lors de l'utilisation pratique du dispositif selon l'invention, il s'est avéré qu'à l'aide de ce dispositif, on peut présélectionner sans problème les quantités désirées respectives d'un matériau en vrac, la plupart du temps sous la forme de grains, et qu'on peut introduire d'une façon simple, et directement dans la poche de coulée, les quantités réglées provenant du récipient de dosage à l'aide de l'unité de pesée et de dosage, sans obturation du dispositif de convoyage, par l'intermédiaire de ce dernier. Le dispositif selon l'invention tient compte d'agents de traitement posant des problèmes, comme par exemple du carbure de calcium, grâce à l'utilisation possible d'un gaz protecteur et se caractérise, en raison des composants modulaires simples et robustes, par une manipulation simple et une mobilité peu compliquée dans les zones de travail, fréquemment étroites, des poches de coulée de l'acier. On ne pouvait pas s'attendre à cette multiplicité d'avantages. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente deux vues en perspective du dispositif selon l'invention ; et - la figure 2 représente deux vues schématiques en élévation selon deux directions perpendiculaires du dispositif en combinaison avec un récipient de collecte mis en place sur le dispositif. Comme cela a déjà été décrit, le dispositif selon l'invention est toujours utilisé en commun avec un récipient de collecte (1) correspondant, qui peut conserver de grandes quantités du matériau en vrac considéré. A cet égard, il s'est avéré approprié que dans le cas du récipient de collecte (1), il s'agisse d'un conteneur mobile et/ou pouvant être déplacé à l'aide d'une grue et empilable (gerbable), présentant une section transversale conique dans sa zone d'évacuation, et qui possède un cadre extérieur et une ouverture de sortie (la) située à sa partie inférieure, et comportant en outre un dispositif de fermeture à obturateur coulissant. De tels conteneurs se sont affirmés notamment pour le transport du carbure de calcium, qui fait l'objet de dispositions de sécurité spéciales. Au total, on peut envisager pour le présent dispositif, en particulier des récipients de collecte (1) qui possèdent un volume compris entre 1000 et 2000 1 et 1500 de préférence de 1500 1. Le récipient de dosage (2), qui doit être considéré également comme important du point de vue de l'invention, doit présenter de préférence une géométrie en forme de pyramide renversée, ou une autre géométrie avec une forme qui se rétrécit vers le bas, avec une ouverture (2a) de remplissage intégrée située à sa partie supérieure, et qui reçoit de préférence l'ouverture de sortie (1a) du récipient de collecte (1) d'une manière étanche au gaz, et avec en outre une ouverture de sortie (2b) située dans sa partie inférieure. A l'aide de ce récipient de dosage (2), on peut déjà prélever une quantité plus importante du matériau en vrac à partir du récipient de collecte (1) et la réserver, des volumes du récipient de dosage compris entre 300 et 7001, et de préférence de 500 1, s'étant avérés particulièrement appropriés. En particulier dans le cas du transfert et du convoyage de matériaux en vrac posant des problèmes-du type représenté par le carbure de calcium déjà mentionné-il peut être important que les différents modules du dispositif s'emboîtent les uns dans les autres d'une manière étanche sans jeu assez important, et c'est pourquoi conformément à la présente invention il est prévu que l'ouverture de sortie (2b) soit reliée directement et de préférence d'une manière étanche aux gaz au dispositif de convoyage (3). Ainsi, on peut empêcher une entrée intempestive d'air, d'oxygène et surtout d'humidité dans les espaces de collecte, de dosage et de convoyage, et éviter d'éventuels phénomènes du type explosion. Pour continuer le convoyage de la quantité de matériau en vrac, respectivement présélectionnée et pesée, il s'est avéré particulièrement approprié de prévoir, dans le cadre de la présente invention, un dispositif de convoyage (3) qui est agencé sous la forme d'un tube de convoyage possédant une vis convoyeuse de préférence intégrée. Pour l'obtention d'une construction aussi compacte et peu encombrante que possible, il s'est aussi avéré avantageux que le dispositif de convoyage (3) soit orienté vers le haut dans sa totalité, l'angle de montée du dispositif de convoyage (3) ou du tube de convoyage correspondant de préférence à l'angle d'inclinaison de la paroi extérieure du récipient de dosage (2). Le dispositif de convoyage (3) s'étend par conséquent sensiblement parallèlement au cône de sortie du récipient de dosage et peut par conséquent être adapté, dans le cas d'un faible encombrement, aux modules de réception respectifs montés en aval pour le matériau en vrac devant être convoyé. En ce qui concerne le dispositif de pesée et de dosage (4) il s'agit la plupart du temps d'un module conçu sous la forme d'une unité de commande électronique, à l'aide de laquelle le poids devant être prélevé du récipient de collecte (1) est préréglé, et le processus de dosage et de convoyage est ensuite démarré. Ainsi on peut, de l'extérieur, interrompre, faire redémarrer ou même arrêter à volonté le processus de pesée et de dosage. La présente invention prend en compte le fait qu'en ce qui concerne le composant proprement dit de pesée de l'unité de pesée et de dosage (4), il s'agit d'au moins une cellule de pesée, qui de préférence est séparée spatialement de l'unité de pesée et de dosage (4), c'est-à-dire de l'unité de commande électronique. Conjointement avec la caractéristique également préférée, selon laquelle l'ensemble du dispositif selon l'invention est intégré dans un cadre extérieur, qui de préférence correspond à la surface de base du cadre extérieur du récipient de collecte (1), et qui porte d'une manière particulièrement préférée la ou les cellules de pesée de l'unité de pesée et de dosage (4), le récipient de collecte (1) peut par conséquent être mis en place de façon simple sur la partie supérieure du récipient de dosage (2) du dispositif selon l'invention, auquel cas les points respectifs d'appui peuvent être pourvus de cellules de pesée. La vidange du récipient de collecte est détectée ainsi par l'unité de pesée et de dosage (4). En alternative, le remplissage du récipient de dosage (2) peut être détecté au moyen de l'association de la ou des cellules de pesée à ce récipient. L'unité de pesée et de dosage (4), au moyen de laquelle la quantité de matériau en vrac pouvant être prélevée est présélectionné et le processus de dosage et de convoyage est démarré, peut être logée à l'intérieur du cadre du dispositif, afin d'obtenir une protection vis-à-vis d'endommagements. Comme cela a déjà été indiqué, dans le cas des matériaux en vrac devant être pesés et dosés, il peut s'agir de composés sensibles à l'air, à l'oxygène ou à l'humidité, et c'est pourquoi dans le cadre de la présente invention il est prévu que le dispositif comporte un raccord à gaz inerte. L'invention prend en compte la caractéristique, qui est notamment essentielle pour l'invention, d'une combinaison mobile, notamment par le fait que le dispositif comporte des unités de réception, qui le rendent accessible notamment pour des crochets de grue ou pour des fourches d'empileuses à fourche ou de chariots élévateurs à fourche, ce qui permet de le transférer et de le transporter de façon simple. En dehors du dispositif proprement dit, la présente invention porte également sur un procédé pour peser et doser de façon ciblée un matériau en vrac, qui est mis en oeuvre à l'aide du dispositif qu'on vient de décrire dans toutes ses variantes indiquées. On met en place le récipient de collecte (1) de préférence sur le dispositif selon l'invention et il est particulièrement avantageux que le dispositif puisse comporter un cadre extérieur qui correspond aux dimensions du récipient de collecte (1). En outre, il s'est avéré approprié d'établir une liaison entre l'ouverture de sortie (1 b) du récipient de collecte (1) et l'ouverture de remplissage (2a) du récipient de dosage (2), puis de présélectionner, au niveau de l'unité de pesée et de dosage (4), la quantité de matériau en vrac devant être vidée et convoyée, et enfin de faire démarrer le processus de dosage. Ainsi, à l'aide de l'unité de pesée et de dosage (4) on peut interrompre, faire redémarrer et répéter à volonté le processus de convoyage, ce qui permet de régler de façon ciblée l'ensemble du processus de traitement de la masse métallique fondue. Pour le procédé selon l'invention, il s'est avéré particulièrement approprié de prévoir une gamme de dosage comprise entre 3 et 3000 kg, la précision du dosage devant être située, dans le cadre de la présente invention, notamment dans une gamme comprise entre 0,5 et 5 kg. Enfin, en fonction du matériau en vrac considéré et de la taille de ses particules, la vitesse de dosage peut être importante et c'est pourquoi il faut considérer comme particulièrement avantageux dans le cadre de la présente invention de prévoir une gamme comprise entre 10 et 200 kg/mn et de préférence une gamme comprise entre 50 et 100 kg/mn. Comme l'ensemble du dispositif, le procédé, qui lui est associé, prend en compte la sécurité du travail notamment en ce qu'il tient compte du fait que le processus de dosage et de convoyage est exécuté dans des conditions sous gaz inerte, ce qui est également pris en compte dans la présente invention. Il s'est avéré qu'un avantage aussi bien du dispositif que du présent procédé, réside dans le fait que les tailles considérées des particules du matériau en vrac peuvent être choisies dans une gamme étendue, les tailles des particules du matériau en vrac devant être dosé et convoyé se situant entre 2 et 20 mm étant préférées. Globalement, le procédé selon l'invention s'est particulièrement bien affirmé pour des matériaux en vrac, pour lesquels il s'agit de carbure de calcium ou qui contiennent des composants formés de carbure de calcium. Pour résumer, le dispositif selon l'invention et le procédé qui y est associé pour peser et doser d'une manière ciblée un matériau en vrac fournissent la possibilité de doser et de transporter de façon sûre des matériaux en vrac et notamment des agents de traitement de l'acier, dans le cadre des conditions de place les plus étroites des poches de coulée, les modules essentiels pour l'invention du dispositif s'étant avérés comme extrêmement peu sensibles aux perturbations et comme pouvant être aisément manipulés. Avec le dispositif proposé pour peser et doser de façon ciblée un matériau en vrac provenant d'un récipient de collecte (1) pour son introduction dans une poche de coulée, on peut doser de façon sûre et sans problème le matériau en vrac respectif à l'aide d'une combinaison mobile comprenant un récipient de dosage (2), un dispositif de convoyage (3) et une unité combinée de pesée et de dosage (4), et introduire ce matériau dans la zone de la poche de coulée. Le dispositif prend en compte notamment la sécurité du travail par le fait qu'il est équipé d'un raccord pour un gaz inerte et peut être logé dans un cadre extérieur de protection, et en particulier l'unité combinée de pesée et de dosage peut être également séparée spatialement des composants proprement dits de pesée, ce qui contribue en supplément à faciliter les manipulations. Le procédé indiqué doit être considéré comme étroitement lié à ce dispositif, procédé qui prend en compte les exigences et conditions particulières de la métallurgie utilisant des poches de coulée, et permet notamment une pesée, un dosage et un convoyage ciblés de carbure de calcium. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour peser et doser de façon ciblée un matériau en vrac, provenant d'un récipient de collecte (1) pour être amené dans une poche de coulée, ledit dispositif étant constitué essentiellement par une combinaison mobile comprenant (a) un récipient de dosage (2), (b) un dispositif de convoyage (3), et (c) une unité combinée de pesée et de dosage (4). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le récipient de collecte (1) est un conteneur mobile ettou pouvant être déplacé par une grue et empilable, présentant une section transversale conique, un cadre extérieur et une ouverture de sortie (1 a) située dans sa partie inférieure avec un système de fermeture à obturateur coulissant. 3. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le récipient de collecte (1) possède un volume compris entre 1000 et 2000 t, et de préférence de 1500 1. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le récipient de dosage (2) présente une géométrie avec une forme rétrécie vers le bas, de préférence une géométrie en forme de pyramide renversée, avec une ouverture de remplissage intégrée (2a) située dans sa partie supérieure, et qui reçoit de préférence l'ouverture de sortie (1a) d'une manière étanche au gaz, et avec une ouverture de sortie (2b) située dans sa partie inférieure. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le récipient de dosage (2) possède un volume compris entre 300 et 700 1 et de préférence de 500 1. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'ouverture de sortie (2b) est reliée directement et de préférence d'une manière étanche aux gaz au dispositif de convoyage (3). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif de convoyage (3) est agencé sous la forme d'un tube de convoyage comportant une vis convoyeuse de préférence intégrée. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le dispositif de convoyage (3) est dirigé vers le haut, de préférence en faisant un angle correspondant à l'angle d'inclinaison de la paroi extérieure du récipient de dosage (2). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'en ce qui concerne le composant de pesée de l'unité de pesée et de dosage (4), il s'agit d'au moins une cellule de pesée, qui est de préférence séparée spatialement de l'unité de pesée et de dosage (4). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte un raccord pour un gaz inerte. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il est intégré dans un cadre extérieur, qui correspond de préférence à la surface de base du cadre extérieur du récipient de collecte (1) et d'une manière particulièrement préférée porte la ou les cellules de pesée de l'unité de pesée et de dosage (4). 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte des unités de réception, notamment pour des crochets de grue ou pour des fourches d'empileuses à fourche ou de chariots élévateurs à fourche. 13. Procédé pour peser et doser d'une manière ciblée un matériau en vrac, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre à l'aide d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 12. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le récipient de collecte (1) est mis en place sur le dispositif. 15. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 13 et 14, caractérisé en ce qu'une liaison est établie entre l'ouverture de sortie (1b) et l'ouverture de remplissage (2a), qu'ensuite la quantité de matériau en vrac devant être vidée et convoyée est présélectionnée au niveau de l'unité de pesée et de dosage (4), et qu'enfin le processus de dosage démarre. 16. Procédé selon l'une des revendications 13 à 15, caractérisé en ce qu'à l'aide de l'unité de pesée et de dosage (4), on peut interrompre, faire redémarrer et répéter aussi fréquemment que l'on veut le processus de convoyage. 17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 16, caractérisé en ce que la gamme de dosage est comprise entre 3 et 3000 kg. 18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 17, caractérisé en ce que la précision de dosage se situe dans une gamme comprise entre 0,5 et 5 kg. 19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que la vitesse de dosage est comprise entre 10 et 200 kg/mn et de préférence entre 50 et 100 kg/mn. 20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que le processus de dosage et de convoyage est exécuté dans des conditions sous gaz inerte. 21. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que la taille des particules du matériau en vrac devant être dosé et convoyé est comprise entre 2 et 20 mm. 22. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 21, caractérisé en ce que le matériau en vrac est du carbure de calcium.