Brevet FR2932256A1 — publié le 20091211

La présente invention concerne un mécanisme de volet pour une goulotte de chargement de matière première d'un four électrique du type à résistance d'arc, permettant l'obtention d'un métal fondu par fusion-réduction d'un minerai d'oxyde au carbone. Dans la technique conventionnelle, on connaît un dispositif pour récupérer des éléments du groupe du platine à partir de diverses substances contenant des éléments du groupe du platine, comme des catalyseurs pétrochimiques usagés, des catalyseurs de purification de gaz d'échappement automobile usagés, et des substrats électroniques usagés, des grilles de connexion, etc. (voir la demande de brevet japonais non examinée publiée n° 2005-54 201). Dans la technique connue, une substance granulaire à traiter, contenant des éléments du groupe du platine, une matière source de cuivre granulaire, contenant de l'oxyde de cuivre, un matériau réducteur solide (coke en poudre) et un flux granulaire sont mélangés ensemble et chargés dans un four électrique scellé. C'est-à-dire que ces matières premières chargées sont respectivement pesées en sortant d'une trémie, transportées en étant mélangées par un transporteur à vis, et amenées dans une goulotte de chargement de matière du four électrique. La goulotte de chargement de matière est munie de deux niveaux de volets, notamment des volets de niveau supérieur et de niveau inférieur afin de maintenir un état étanche à l'air pendant le chargement des matières premières dans le four électrique. Premièrement, le volet de niveau supérieur est ouvert et le volet de niveau inférieur est fermé pour ne charger qu'un seul lot de matières premières dans la goulotte de chargement de matière, et ensuite le volet supérieur est fermé et le volet inférieur est ouvert pour charger le lot unique de matières premières retenues à l'intérieur de la goulotte de chargement de matière. A l'issue du chargement du lot unique de matières premières dans le four électrique, les volets supérieur et inférieur sont fermés en préparation d'une opération de chargement consécutive. Dans un procédé de fabrication d'un ferro-alliage Fe-Ni générique, utilisé au Japon, après une pré-réduction d'un minerai d'oxyde de Ni dans un four rotatif, le ferro-alliage est réalisé par fusion et réduction au carbone dans un four électrique du type à résistance d'arc (four Elkem). Comme le montre la figure 6, un minerai calciné à 1000 °C, qui a été pré-réduit dans un four rotatif, est transféré au moyen d'un conteneur réfractaire et retenu dans un réservoir de chargement de matière première, et le minerai calciné retenu s'écoule par gravité en descendant une goulotte de chargement de matière première et est ainsi fourni à un four électrique réglé sur 1300 °C. Une grille est disposée au niveau d'une partie de la goulotte de chargement de matière première près du four électrique, et pour arrêter la fourniture de la matière première, des tiges en acier rondes sont manuellement insérées dans une direction transversale de la goulotte de matière première dans une pluralité de trous ronds formés dans une circonférence extérieure de la grille pour couper le flux de la matière première. Un but de la présente invention est de prévoir, dans un four électrique du type à résistance d'arc permettant l'obtention d'un métal fondu par fusion-réduction d'un minerai d'oxyde au carbone, un mécanisme de volet pour une goulotte de chargement de matière première d'un four électrique rendu capable d'ajuster et d'arrêter la fourniture d'une matière première par le fait de prévoir une plaque de vanne coulissante qui effectue un martelage à percussion sur une grille de la goulotte de chargement de matière première, et rendu capable d'effectuer un fonctionnement à distance pour des raisons de sécurité. A cet effet, l'invention concerne un mécanisme de volet pour une goulotte de chargement de matière première d'un four comprenant une plaque de vanne qui se déplace en alternance tout en effectuant un martelage à percussion sur une grille de la goulotte de chargement de matière première à proximité de la grille. Le mécanisme de volet pour une goulotte de chargement de matière première d'un four électrique selon la présente invention peut comprendre, disposés à proximité de la grille de la goulotte de chargement de matière première, une plaque de couche coulissante entraînée en alternance par un moteur pneumatique sur la grille de la goulotte de chargement de matière première, un pic pneumatique installé sur la plaque de couche coulissante et effectuant un martelage à percussion, la plaque de vanne raccordée à une extrémité avant du pic pneumatique, et une rainure fendue, disposée au niveau de la grille et guidant la plaque de vanne. Par exemple, la plaque de vanne comprend une plaque d'acier plate, thermorésistante, et une extrémité avant de la plaque de vanne est configurée comme un bord de pale incliné. Une pluralité de bourroirs thermorésistants peut être fixée en parallèle et à intervalles réguliers sur le bord de pale de la plaque de vanne. Le mécanisme de volet pour une goulotte de chargement de matière première d'un four électrique selon la présente invention permet, grâce à l'agencement simplement d'une source d'air comprimé et d'un câble opérationnel, un fonctionnement à distance sans la nécessité d'approcher la grille de la goulotte de chargement de matière première. Le mécanisme de volet pour une goulotte de chargement de matière première d'un four électrique selon la présente invention, en prévoyant la plaque de vanne qui se déplace en alternance tout en effectuant un martelage à percussion sur la grille de la goulotte de chargement de matière première, a pour effet que la plaque de vanne peut être ouverte et fermée sans provoquer une incapacité de faire fonctionner la plaque de vanne. Le mécanisme de volet pour une goulotte de chargement de matière première d'un four électrique selon la présente invention assure, par l'utilisation d'un équipement pneumatique, des effets de dépoussiérage et de refroidissement du dispositif entier par un échappement d'une électrovanne, un échappement du moteur pneumatique et un échappement du pic pneumatique. Avec le mécanisme de volet pour une goulotte de chargement de matière première d'un four électrique selon la présente invention, il est possible d'obtenir une aide face aux conditions adverses, à un environnement hostile et à un travail dangereux grâce à un fonctionnement à distance en toute sécurité du travail de préparation de matière première et d'ouverture/ fermeture par des actionnements de bouton depuis l'extérieur du four électrique. Un mode de réalisation d'un mécanisme de volet pour une goulotte de chargement de matière première d'un four électrique selon la présente 25 invention sera à présent décrit sur la base des dessins annexés. La figure 1 est une vue en projection horizontale d'un mécanisme de volet pour une goulotte de chargement de matière première d'un four électrique selon la présente invention ; La figure 2 est une vue en coupe du mécanisme de volet selon la ligne 30 A-A de la figure 1 ; La figure 3 est une vue de côté du mécanisme de volet, vu depuis une direction d'une flèche B sur la figure 1, l'illustration d'une partie de goulotte de chargement de matière première étant omise ; La figure 4 est une vue en projection horizontale du mécanisme de volet 35 pour une goulotte de chargement de matière première d'un four électrique selon la présente invention dans un état fermé ; La figure 5 est une vue en coupe longitudinale du mécanisme de volet pour une goulotte de chargement de matière première d'un four électrique selon la présente invention dans un état fermé ; La figure 6 est une vue schématique d'une goulotte de chargement de 5 matière première d'un four électrique de l'art antérieur. Comme montré dans une vue en coupe de la figure 2, un moteur pneumatique 21, entraîné par de l'air comprimé suite à la commutation d'une électrovanne par fonctionnement à distance, uniquement par un actionnement de bouton depuis l'extérieur du four électrique, est disposé à l'intérieur d'un bâti 10 inférieur d'un bâti fixe rectangulaire 3, et un réducteur de vitesse 23 est raccordé par l'intermédiaire d'un accouplement 22 à un arbre de sortie du moteur pneumatique 21. Comme le montre la vue de côté de la figure 3, un pignon d'entraînement 26 d'un arbre d'entraînement 17 des cellules de guidage 2 est 15 raccordé par l'intermédiaire d'une chaîne 29 à un pignon d'entraînement 27 du réducteur de vitesse 23, et un pignon d'entraînement 25 est en outre disposé sur l'arbre d'entraînement 17. Comme le montre la figure 2, le pignon d'entraînement 25 est raccordé par l'intermédiaire d'une chaîne 30 à un pignon de tête 24 d'un arbre de tête 20 16. Le numéro 15 sur la figure 3 indique une console de fixation de pignon et le numéro 28 indique un tendeur de chaîne. Comme le montre la vue de côté de la figure 3, au niveau d'une partie centrale du bâti fixe 3, les cellules de guidage 2 sont disposées sur une base 25 d'unité d'entraînement 6, et une plaque de couche coulissante 5 qui se déplace en alternance est disposée au travers des cellules de guidage 2. Comme le montre la figure 3, le pignon d'entraînement 25, autour duquel la chaîne 30 (figure 2) est enroulée, est disposé entre les deux cellules de guidage 2, les cellules de guidage 2 supportent la plaque 5 depuis le bas, les cellules de 30 guidage 2 sont serrées par des plaques 8 et la plaque 5, et la plaque 5, fixée à la chaîne 30, est déplacée par l'entraînement de la chaîne 30. La base d'unité d'entraînement 6 est un élément de support correspondant à une plaque de couverture fixant en suspension le moteur pneumatique 21 et le réducteur de vitesse 23. 35 Un pic pneumatique 20 qui effectue un martelage à percussion est installé sur la plaque de couche coulissante 5 et un burin de pic pneumatique 18 qui transmet le martelage à percussion est ancré par pression à l'intérieur du pic pneumatique 20, et le pic pneumatique 20 est fixé par une bride de serrage de pic pneumatique 14. De l'air comprimé est fourni au pic pneumatique 20 à partir d'une source d'air comprimé suite à la commutation d'une électrovanne 40 par fonctionnement à distance, simplement par l'actionnement d'un bouton depuis l'extérieur du four électrique, une paire de galets de câble 12 est disposée sur des côtés respectifs par des plaques de serrage 8, et aux extrémités des câbles métalliques 33 enroulés autour des galets de câble 12, des boulons articulés 32 sont fixés par l'intermédiaire de manilles SD 31, respectivement d'une manière permettant un martelage à percussion. Une plaque de vanne 1 est composée d'une plaque d'acier plate et thermorésistante, et une extrémité avant de la plaque de vanne 1 est formée en un bord de pale en forme de lame qui est symétrique de façon bilatérale en haut et à l'arrière, et une pluralité de bourroirs thermorésistants est fixée en parallèle et à intervalles réguliers au bord de pale. Un dispositif de réception de burin de pic pneumatique 19, disposé à une extrémité arrière de la plaque de vanne 1, est fixé en raccordement au burin de pic pneumatique 18. Le numéro 7 sur la figure 2 indique une console de tension de câble. Un cylindre court, muni de brides au niveau des parties supérieure et inférieure, est disposé sur une grille de la goulotte de chargement de matière première, une rainure fendue, dans laquelle la plaque de vanne 1 est insérée, est disposée sur un côté d'une circonférence du cylindre court, et la même rainure fendue et une plaque d'obturation 11, fermant la rainure fendue en l'obturant, sont disposées sur un côté opposé. Un bâti fixe 4 est disposé du côté de la plaque de vanne 1 de la rainure fendue du cylindre court, et le bâti fixe 3, sur lequel le pic pneumatique 20 est disposé, est fixé en raccordement au bâti fixe 4. Des galets de réception de vanne supérieur et inférieur 34 guidant la plaque de vanne 1 le long de la rainure fendue, des galets de réception de vanne 35 supportant un mouvement horizontal de la plaque de vanne 1 depuis le bas, et des galets de réception de vanne 36 guidant des surfaces latérales respectives de la plaque de vanne 1, sont disposés respectivement sur le bâti fixe 4. Etant donné que de la poussière vole lorsque la plaque de vanne 1 est rentrée et sortie, deux plaques de guidage 9 et 10 sont disposées au travers d'une garniture thermorésistante 37 au niveau d'une partie d'entrée de plaque de vanne 1 de la rainure fendue, et un racloir 13 est disposé au niveau d'une partie supérieure de l'entrée de la rainure fendue. Le fonctionnement et l'action du mécanisme de volet pour une goulotte de chargement de matière première d'un four électrique selon la présente invention seront à présent décrits sur la base des dessins annexés. Quand pour fermer la grille de la goulotte de chargement de matière première à partir d'un état d'attente montré sur les figures 1 et 2, l'électrovanne 40 est commutée par fonctionnement à distance depuis l'extérieur du four électrique et de l'air comprimé est fourni au moteur pneumatique 21 par l'intermédiaire d'un flexible à air comprimé non illustré afin d'entraîner ainsi le moteur pneumatique 21, un arbre rotatif de l'accouplement 22 tourne également, le réducteur de vitesse 23 raccordé à l'arbre rotatif est entraîné, l'arbre d'entraînement 17 est entraîné par du pignon d'entraînement 27, de la chaîne 29 et du pignon d'entraînement 26, la chaîne 30 est entraînée par le pignon d'entraînement 25, et la plaque de couche coulissante 5 fixée à la chaîne 30 avance. Par ailleurs, en commutant l'électrovanne 40 par fonctionnement à distance depuis l'extérieur du four électrique, de l'air comprimé est fourni par l'intermédiaire d'un flexible à air comprimé non illustré au pic pneumatique 20, et par percussion alternative, la plaque de vanne 1 est amenée à répéter le martelage à percussion par l'intermédiaire du burin de pic pneumatique 18 et du dispositif de réception de burin de pic pneumatique 19. Comme le montre une vue en projection horizontale sur la figure 4 et une vue en coupe longitudinale sur la figure 5, la plaque de vanne 1 raccordée au pic pneumatique 20 de la plaque de couche coulissante 5 est guidée le long de la rainure fendue, avance dans la grille de la goulotte de chargement de matière première dans la direction de la plaque d'obturation 11, et coupe le chargement de matière première provenant de la goulotte de chargement de matière première. Etant donné qu'au cours de ce processus, la plaque de vanne 1 répète le martelage à percussion, de gros morceaux de la matière première sont écrasés par la pluralité de bourroirs sur le bord de pale de la plaque de vanne 1 et la matière première bourrée par le bord de pale de la plaque de vanne 1 est déchargée depuis une brèche de la plaque d'obturation 11. Etant donné que la grille de la goulotte de chargement de matière première est ainsi fermée par la plaque de vanne 1, la fourniture de la matière première par la goulotte de chargement de matière première peut être coupée. Pour redémarrer la fourniture de la matière première, le moteur pneumatique 21 est entraîné en marche arrière de sorte que la plaque de couche coulissante 5 se rétracte, et étant donné que la plaque de vanne 1 se rétracte ainsi tout en répétant un martelage à percussion, la grille peut être ouverte sans à-coups, sans succomber à une pression de charge provenant de la goulotte de chargement de matière première. En outre, en arrêtant la plaque de vanne 1 dans une position quelconque, la quantité de fourniture de matière première peut être ajustée. REVENDICATIONS1. Mécanisme de volet pour une goulotte de chargement de matière première d'un four électrique, comprenant une plaque de vanne (1) qui se déplace en alternance tout en effectuant un martelage à percussion sur une grille de la goulotte de chargement de matière première à proximité de la grille. 2. Mécanisme de volet pour une goulotte de chargement de matière première d'un four électrique selon la revendication 1, dans lequel une plaque de couche coulissante (5), entraînée en alternance par un moteur pneumatique (21) sur la grille de la goulotte de chargement de matière première, un pic pneumatique (20), installé sur la plaque de couche coulissante (5) et effectuant un martelage à percussion, la plaque de vanne (1) raccordée à une extrémité avant du pic pneumatique (20), sont disposés à proximité de la grille de la goulotte de chargement de matière première, et une rainure fendue, guidant la plaque de vanne (1), est disposée au niveau de la grille. 3. Mécanisme de volet pour une goulotte de chargement de matière première d'un four électrique selon la revendication1 ou 2, dans lequel la plaque de vanne (1) comprend une plaque en acier plate, thermorésistante, et une extrémité avant de la plaque de vanne (1) est réalisée comme un bord de pale incliné. 4. Mécanisme de volet pour une goulotte de chargement de matière première d'un four électrique selon la revendication 3, dans laquelle une pluralité de bourroirs thermorésistants peut être fixée en parallèle et à intervalles réguliers sur le bord de pale de la plaque de vanne (1). 5. Mécanisme de volet pour une goulotte de chargement de matière première d'un four électrique selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel une pluralité de bourroirs thermorésistants est fixée en parallèle et à intervalles réguliers sur le bord de pale de la plaque de vanne (1).