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CLOCHE DE REPARTITION DE MATIERES PREMIERES DANS UN HAUT FOURNEAU. ET
D'UNE MANIERE GENERALE DANS UN FOUR A CUVE.,
L'invention concerne la répartition des matières premières dans' les hauts-fourneaux.
L'appellation haut-fourneau doit s'entendre dans le texte qui va suivre comme désignant non seulement les hauts fourneaux ex-mémes, mais tout type de fours à cuves tels que les bas-fourneaux, les fours à chaux, les water-jackets, les gazogènes, et dune manière générale tous fours analogues.
Dans ce type de four les matières premières descendent sous I'in- fluence de la pesanteur depuis le haut jusqu'en bas.
Dans les anciens foursles matières premières étaient simple- ment basculées à la partie supérieure et tombaient assez régulièrement car les fours avaient un diamètre relativement faible.
Actuellement on utilise des fours de diamètre beaucoup plus impor- tant et on a été conduit à installer des dispositifs de chargement ou, de ré- partition quelquefois très complexes., L'un des dispositifs le plus répandu est celui qui comporte une trémie à la base de laquelle est ménagée une coupe circulaire dont l'ouver- ture inférieure est obturée par une cloche conique épanouie vers le basa
Lorsque cette cloche descend d'une quantité plus ou moins grande, les matières premières tombent de la trémie dans la cuve, les plus fines et les plus denses tendant à tomber à peu près verticalement à partir du bord inférieur de la cloche,
lès autres tendant au contraire à se répartir sur le contour suivant un anneau d9un diamètre voisin de celui de la cloche.
Quelle que soit la hauteur de chute,on a l'inconvénient de faire descendre la fin suivant un anneau circulaire de diamètre moyen constante
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Des dispositifs divers ont été imaginés pour répartir le fin d' une manière différente, mais la plupart d'entre eux présentent des difficul- tés de réalisation et d'entretien qui excluent leur emploi industriel, en particulier à cause de la température qui règne à la partie supérieure des fours,et en raison des arrêts nécessités par les réparations de ces fours à feu continu.
L'invention a pour objet une cloche de répartition de conception simplepeu fragile et qui évite les inconvénients indiqués ci-dessus.
Selon l'invention la cloche est constituée par un corps évasé vers le bas comprenant des nappes symétriques par rapport à son axe, la surface de chaque nappe formant une sorte de pale d'hélice s'étendant depuis une zone proche de l'axe de la cloche vers la partie supérieure, jusqu'à une zone plus éloignée de cet axe vers la partie inférieure.
La cloche peut comporter en outre une partie conique à la partie supérieure, l'axe du cône étant vertical et le sommet étant dirigé vers le haut.
La surface des nappes peut être conique et être engendrée par une droite pivotant en un point de l'axe vertical de la cloche et s'appuyant sur une ou plusieurs spirales situées dans un plan sensiblement horizontal.
Selon une variante de réalisation la droite engendrant chaque nap- pe peut pivoter en un point situé à une certaine distance de l'axe vertical de la cloche.
Les spirales sur lesquelles s'appuie la génératrice des nappes de cône peuvent être également remplacées par des polygones inscrits dans des spirales.
La cloche peut en outre être montée sur une tige verticale rota- tive permettant d'imprimer à la cloche des mouvements de rotation.
Enfin selon une autre variante de réalisation, la cloche peut être montée sur un balancier ou un palonnier de telle sorte qu'elle s'enfonce sous l'action des matières premières qui arrivent par la partie supérieure.
L'invention va maintenant être décrite en se référant à des modes de réalisation particuliers donnés à titre d'exemple et représentés aux des- sins annexés.
La fig. 1 est une vue en élévation d'une cloche selon l'invention.
La fige 2 est une vue en plan de la cloche représentée sur la fig. 1.
La fige 3 est une perspective de la cloche représentée sur les fig. 1 et 2.
La fige 4 est une vue en plan d'une cloche à quatre nappes.
La figo 5 est une vue en plan d'une cloche à deux nappes engen- drées par une génératrice s'appuyant sur les côtés d'un polygone.
La cloche représentée sur les figo 1 à 3 comporte une partie supé- rieure 1 dont la forme générale est celle d'un cône de révolution dont le plan de base est perpendiculaire à l'axe.
Ce cône de révolution sert à l'obturation du haut-fourneau lorsqu' il vient au contact de la coupe prévue à la base de la trémie d'alimentation.
La cloche de distribution et de répartition comprend en outre deux nappes 2 et 3 engendrées de la façon suivante : les génératrices de chacune des nappes pivotent au point 4 du sommet du cène 1, et s'appuient sur des spi- rales 5 et 6. Chaque spirale est disposée dans un plan sensiblement horizon- tal et passe d'un point 7 ou 8 pour arriver en un point 9 ou 10 disposé à peu près sur la projection horizontale de la base du cône 1. La cloche est complé- tée par des faces 11 et 12 planes engendrées par les génératrices passant par
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4 et s'appuyant sur les droites 7, 10 et 8, 9.
Les spirales 5 et 6 peuvent être d'une nature choisie à volonté ; on a constaté toutefois que la spirale d'Archimède d'équation P = k [alpha] +fo, donnait de bons résultats comme directrice ou fragment de directrice.
La cloche peut comporter d'ailleurs un nombre quelconque de nappes, la fig. 4 montre une cloche comprenant quatre nappes.
Il est préférable de toute façon de prévoir plusieurs nappes pour réaliser automatiquement l'équilibrage radial de la cloche.
Les nappes de la cloche peuvent également être engendrées par des génératrices s'appuyant non pas sur des spirales mais sur des polygo- nes 13 et 14 sensiblement inscrits dans des spiraleso
De plus, la dispersion de la ségrégation peut être assurée d'au- tant plus facilement que le nombre de nappes est plus élevé; en effet, dans ce cas,les rotations de la cloche peuvent être moins nombreuses.
Les nappes de la cloche peuvent également être engendrées par des génératrices s'appuyant sur des spirales ou des polygones et pivotant autour de points qui ne seraient pas le sommet 4 du cône 1. On peut par exemple fai- re pivoter les génératrices autour des points 15 et 16 situés à la base du cô- ne 1 sur les verticales des points 10 et 9.
La suspension de la cloche peut être assurée par des moyens clas- siques, ou de toute manière appropriée.
Par exemple on peut prévoir -une tige verticale 17 partant vers le haut à partir du sommet 4 du cône 1.
On peut également prévoir des balanciers ou des leviers équilibrés supportant la base de la cloche.
La suspension par tige verticale 17 facilite la commande de la ro- tation de la cloche, utile pour ne pas imposer dans la cuve une répartition verticale constante des matières. On peut prévoir la rotation de la cloche, soit à vide, soit pendant l'affalement des matières.
Dans le cas où on utilise un dispositifà double cloche, c'est la cloche inférieure qui est réalisée par le procédé selon l'invention, sa rota- tion peut être commandée simplement, par exemple en donnant à la tige verti- cale de suspension la forme d'une barre à section polygonale coulissant dans un tube de même section, ce dernier étant mis en rotation manuellement ou de préférence à l'aide d'un moteur.
Dans le cas d'un dispositif à simple cloche, la rotation peut être commandée soit par un dispositif mécanique, attaquant la cloche sous la pro- tection des balanciers, soit par une rotation de la benne de chargement elle- même qui entraîne la cloche au moyen d'un ou plusieurs ergots.
La fréquence des rotations, de même que l'angle définissant l'am- plitude de chaque rotation individuelle, peuvent être aussi grands ou aussi faibles qu'on le désire, ils sont définis dans chaque cas particulier par ;des essais appropriés.
La cloche selon l'invention présente de multiples avantages par rapport aux cloches utilisées jusqu'à présent.
Elle est réalisée facilement par moulage direct ou par usinage et peut être utilisée pour tout mode de chargement inspiré des dispositifs à trémie, coupe et cône
La distribution du fin dans la colonne des charges provoque à tous les niveaux une répartition homogène de la perméabilité, des isothermes., des flux gazeux et des échanges thermiques et chimiques, en écartant les in- convénients dus actuellement à l'anneau ou aux anneaux cylindriques de fin connu et en s'opposant sans cesse à la formation des cheminées, des garnis- sages et des voûtes.
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La cloche selon l'invention convient à l'emploi de tous les lits de fusion.
Son utilisation est particulièrement recommandée pour les matières telles que les charbons, la castine et le minerai à l'état tout venant, pour le coke non criblé ou de qualité physique médiocre, pour les lits de fusion com- portant des minerais de densités et de granulométries variées et surtout pour les minerais et combustibles fins, les concentrés, les boulets, les briquettes et tous les agglomérés.
Elle permet notamment dans d'excellentes conditions le traitement aux hauts-fourneaux des agglomérés non scorifiés plus réductibles et moins coû- teux que les agglomérés scorifiéso
Il en découle des économies dans le concassage des minerais qui de- vient inutile, ainsi que des économies d'énergie et de combustibleso En outre l'accroissement de la température du vent, notamment aux hauts-fourneaux est possible là où justement on avait toujours pensé que cet accroissement était impossible.
Enfin la cloche selon l'invention ne crée aucune difficulté d'u- tilisation ou de commande.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisa- tion décrits et représentés aux dessins annexés ceux-ci peuvent subir des mo- difications de détail, en particulier pour la forme des spirales, sans sortir du cadre de l'invention.
En particulier, l'invention comprend également des dispositifs ré- partiteurs d'une forme analogue à celle d'une cloche, formant des surfaces co- niques évasées vers le bas ou évasées vers le haut, mais ne jouant pas le rô- le d'une cloche d'obturationo
REVENDICATIONS
1. Une cloche de répartition de matières premières dans un haut- fourneau, et d'une manière générale dans un four à cuve, caractérisée en ce que la cloche est constituée par un corps évasé vers le bas comprenant des nappes symétriques par rapport à son axe, la surface de chaque nappe formant une sorte de pale d'hélice s'étendant depuis une zone proche de l'axe de la cloche, vers la partie supérieure, jusqu'à une zone plus éloignée de cet axe vers la partie inférieure.
2. Une cloche de répartition de matières premières dans un haut- fourneau, et d'une manière générale dans un four à cuve,caractérisée en ce que la cloche comporte une partie conique à la partie supérieure, l'axe du cô- ne étant vertical, et le sommet étant dirigé vers le hauto
3. Une cloche de répartition de matières premières dans un haut- fourneau, et d'une manière générale dans un four à cuve, comme spécifié en 1) et/ou 2), caractérisée en ce que.la surface des nappes est engendrée par une droite pivotant en un point de l'axe vertical de la cloche et s'appuyant sur une ou plusieurs spirales situées dans un plan sensiblement horizontal.
4. Une cloche de répartition de matières premières dans un haut- fourneau, et d'une manière générale dans un four à cuve, comme spécifié en 1) et/ou 2), caractérisée en ce que la surface des nappes est engendrée par une droite pivotant en un point de l'axe vertical de la cloche et s'appuyant sur un ou plusieurs polygones inscrits dans une ou plusieurs spirales situées dans un plan sensiblement horizontal.
5. Une cloche de répartition de matières premières dans un haut- fourneau, et d'une manière générale dans un four à cuve,comme spécifié en 3) et/ou 4), caractérisée en ce que la droite engendrant une nappe et s'ap- puyant sur une spirale ou un polygone pivote en un point situé à une certaine distance de l'axe vertical de la cloche.
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