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APPAREIL DE CHARGEMENT DE HAUT-FOURNEAU.
Pour l'introduction dans les hauts-fourneaux d'une charge constituée de fragments de diverses dimensionsil est essentiel, afin d'obtenir un fonctionnement économique et sans perturbation, d'alimenter le haut-fourneau de manière à éviter le plus possible toute irrégularité de densité de la charge. Sinon, les gaz ascendants passeront plus rapidement et à un plus grand régime à travers certaines parties du haut-fourneau qu'à d'autres, et le rendement sera mauvais.
Pour charger un haut-fourneau par exemple, on fait généralement passer la charge sur un cône (cloche) qui, à sa position relevée forme une obturation étanche aux gaz entre le haut-fourneau et la trémie de chargement située au-dessus. Dans ce cas, la charge glisse concentriquement vers la paroi du haut-fourneau et forme une pente descendant de cette dernière vers le cen- tre. Pour éviter la plus grande perméabilité aux gaz ainsi communiqués à la charge dans la partie centrale du haut-fourneau comparativement à la zone adjacente à la paroi (circonférence), il avait été envisagé de disposer un double cloche en dessous de la trémie de chargement de manière à pouvoir déverser alternativement la charge à la circonférence et au centre du haut-fourneau, Pour rendre possible ce procédé de chargement,
on donne à la paroi inférieure de la trémie de chargement la forme d'un entonnoir et son ouverture inférieure est fermée par une cloche conique au-dessous de laquelle se trouve une autre cloche conique, légèrement plus petite, que l'on peut relever dans la cloche supérieure. Cette dernière est verticalement mobile à l'intérieur de la trémie de chargement, tandis que la cloche inférieure peut également être abaissée en dessous de cette trémie. Lorsque l'on vide la charge de la trémie dans le haut-fourneau en relevant simultanément les deux cloches, la charge se déverse dans la partie centrale de celui-ci en formant une pente descendant vers le pourtour.
Lorsque, d'autre part, on abaisse la cloche inférieure au-dessous de la trémie de chargement et que l'on relève la cloche supérieure à l'intérieur de celle-ci, le déversement de la charge est réparti par la cloche inférieure vers le pourtour du haut-fourneau, et la charge ferme alors une pente descendant vers la partie centrale.
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Pour faciliter le déversement de la charge vers la circonférence du haut-fourneau., au cas où le diamètre de la cloche est relativement petit par rapport à celui du haut-fourneau, il a déjà été proposé d'agencer à l'in- térieur de celui-ci un répartiteur fixe de charge, constitué par une cage tronconique placée de manière à servir, lorsque la cloche inférieure est abaissée à sa position la plus basse, de prolongement de celle-ci pour augmenter ainsi son diamètre.
Des expériences ont établi que, pour les hauts-fourneaux de grm d diamètre à la partie supérieure, la répartition obtenue avec l'agencement pré- cédemment décrit ou au moyen de tout autre procédé de chargement connu, peut être appréciablement améliorée. Le point essentiel consiste à éviter l'incon- vénient d'une densité de charge plus forte à la circonférence et à la partie centrale du haut-fourneau, par rapport à la densité dans la zone annulaire in- termédiaire .
Ce perfectionnement est apporté par la présente invention qui a pour objet un appareil de chargement de haut-fourneau comprenant une trémie de chargement pourvue d'une double cloche, dont la cloche -inférieure peut être immobilisée à deux ou plusieurs positions fixes dans son mouvement vertical en dessous de l'ouverture inférieure et la trémie de chargement, et, correspondant à chacune de ces positions fixes, un répartiteur fixe de charge en forme de cage tronconique, servant, lorsque la cloche est abaissée à sa position fixe correspondante, de prolongement de celle-ci jusqu'au diamètre désiré, afin d'assurer le déversement de la charge à la z8ne annulaire voulue, intermédiaire entre la partie centrale et la partie circonférentielle du hautfourneau.
L'invention concerne également un dispositif destiné à faire mouvoir la cloche inférieure, et comprenant deux mécanismes de levage distincts, dont l'un effectue le déplacement de la cloche inférieure et sa mise en place relativement aux répartiteurs fixes de charge, tandis que l'autre agit sur cette cloche inférieure pour lui faire accompagner le mouvement remontant de la cloche supérieure au-dessus de l'ouverture inférieure de la trémie de chargement en vue de l'introduction de la charge dans la partie centrale du haut-fourneau.
Pour empêcher toute entrée de gaz du haut-fourneau, porteur de poussières, dans l'espace compris entre les tiges de relevage des cloches, tubulaires et concentriquement montées, l'invention envisage également un dispositif pourvu d'un raccord tubulaire à la partie supérieure des espaces libres dans et entre les tiges de levage, pour y envoyer un gaz froid épuré, qui descend et entre ensuite dans le haut=fourneau.
Pour expliquer la répartition de la charge dans le haut-fourneai, obtenue avec le dispositif de chargement antérieurement utilisé, et la répartition rendue possible par la présente invention, on se reportera aux figures 1 à 4 des dessins annexés, lesquelles montrent graphiquement la perméabilité de la charge aux gaz dans les différentes zones de-'.la coupe transversale du haut-fourneau.
La perméabilité est représentée par l'axe vertical, tandis que l'axe horizontal représente le diamètre du haut-fourneau.
La figure 1 montre comment la perméabilité aux gaz augmente des parois du haut-fourneau vers le centre, lorsque la charge est déversée le long des parois. La figure 2 représente la diminution de perméabilité aux gaz des parois du haut-fourneau vers son centre, lorsque la charge est déversée dans la partie centrale de celui-ci. La figure 3 montre la variation de la perméabilité quand la charge est déversée alternativement au centre et à la circonférence du haut-fourneau, On remarquera que, dans ces trois cas, la perméabilité aux gaz est loin d'être régulière, ce qui aura pour résultat un processus métallurgique peu économique et inégal.
Pour obvier à ces inconvénients, la présente invention propose d'utiliser deux, ou plus, répartiteurs annulaires de charge, décrits ci-dessus, afin que l'introduction de la charge dans le haut-fourneau puisse s'effectuer non seulement près des parois et au centre, mais aussi dans un nombre désiré de zones annulaires intermédiaires situées entre les parois et le cen-
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tre du haut-fourneau. En utilisant dans le-haut-fourneau, deux de ces répar- titeurs de charge, dont 1?un est concentrique à l'autre mais espacé de ce dernier, on obtient une répartition de charge beaucoup plus uniforme et par conséquent plus satisfaisante qu'antérieurement.
La figure 4 montre comment la perméabilité aux gaz varie dans ce cas. On remarquera qu'une perméabilité aux gaz pratiquement constante est ainsi obtenue dans toutes les parties du haut-fourneau, contrairement aux résultats obtenus dans le cas des figures 1 à 30
Les figures 5 à 12 représentent un appareil de chargement établi selon l'invention.
Les figures 5, 6, 7 et 8 représentent les trémies de chargement, l'appareil de chargement et la partie supérieure du haut-fourneau, en coupe - longitudinale, avec les cloches dans quatre positions différentes de fonction- nement. La figure 9 représenteun détail de la figure 5 à plus grande échelle.
La figure 10 est une coupe suivant la ligne X-X de la figure 5. Les figures
11 et 12 représentent, également à plus grande échelle, un détail de la figu- re 5, en coupe verticale et de dessus, respectivement,
La cuve du haut-fourneau est indiqua en A, la trémie inférieure de 1?appareil de chargement est indiquée en B et sa trémie supérieure en C.
La charge, dans l'exemple représenté, est amenée au haut-fourneau au moyen d'un wagonnet 1. Après introduction d'une quantité suffisante de matière première dans la trémie C, qui est représentée montée à rotation sur des galets 2, la cloche conique 3 est abaissée. Dans la forme de réalisation représentée sur le dessin, ce mcuvement est effectué au moyen d'un cylindre à air comprimé 4, de deux poulies 5 pourvues d'un contrepoids 6, d'un câble 34 et d'une tige tubulaire de suspension 7. La charge se déverse ainsi de la trémie C dans la trémie B, après quoi, la trémie C est à nouveau fermée par le relevage de la cloche 3 jusqu'à ce que cette dernière butte contre le bord inférieur de la trémie C.
La charge est ensuite vidée de la trémie B dans la cuve A. Dans la forme de réalisation représentée, ce déversement peut s'effectuer de trois manières différentes. La cloche inférieure 9 supportée par une tige creuse 28 peut être abaissée ainsi que le montre la figure 6, de manière à clore 1' ouverture centrale du répartiteur de charge conique, extérieur, 14, puis on relève la cloche 8. La charge 10 glisse alors annulairement dans le haut-fourneau par l'espace compris entre la partie inférieure cylindrique du répartiteur de charge 14 et une garniture annulaire 12 disposée le long de la partie la plus haute de la paroi 11 du haut-fourneau, et servant à protéger cette paroi de l'usure. On obtient de cette manière un chargement ciconférentiel.
Si l'on abaisse davantage la cloche 9, ainsi que représenté sur la figure 7, de manière à fermer l'ouverture de la cage conique intérieure de répartition 15, la charge 10 descend dans l'espace annulaire situé entre le répartiteur de charge 14 et le répartiteur 15 disposé à l'intérieur de celui-ci. On obtient ainsi un chargement annulaire intermédiaire. En maintenait la cloche inférieure 9 à l'intérieur de la trémie B, selon la figure 5, et en relevant les deux cloches ensemble, ainsi que le montre la figure 8, on obtient un chargement centrai car la charge 10 tombe alors verticalement, à travers les orifices centraux des deux cages distributrices 14 et 15, dans la partie centrale du haut-fourneau.
La cloche 9 est pourvue d'ailettes 17 et le répartiteur 14 comporte des ailettes 18, servant à guider le glissement de la charge radialement et extérieurement dans le haut-fourneau.
La figure 9 montre en détail comment la cloche 8 s'engage sur la paroi inférieure 19 de la trémie B pour former une obturation étanche aux gaz, ainsi que la manière dont la cloche 9 s'adapte dans la cloche 8. On remarquera également, d'après cette figure, que la cloche 9 peut passer par 1' ouverture inférieure de la trémie B.
Le répartiteur de charge 14 est fixe et supporté, par exemple,
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par un certain nombre de tiges 16. Le répartiteur de charge 15 est. relié au répartiteur 14 au moyen d'un certain nombre de rayons 20. Les tubes de sortie des gaz sont représentés en 13, et la référence 21 désigne une fermeture de trou d'homme et un orifice de sécurité de la trémie B.
Dans la forme de réalisation représentée., la cloche 8 est actionnée au moyen d'un réservoir d'air comprimé 22, de quatre poulies 23, de deux câbles 35 et de la tige tubulaire de relevage 24 située à l'intérieur de la tige de relevage 7 de la cloche 3.
La cloche 9 est actionnée au moyen de deux dispositifs de levage, dont l'un consiste en un cylindre à air comprimé 25 et l'autre en un engrenage hélicoïdal entraîné mécaniquement 26 et une vis sans fin 27. Le cylindre à air comprimé 25 sert à déplacer la cloche 9 de la position représentée sur la figure 5 à celle représentée sur la figure 6, ce cylindre 25 étant capable, au moyen du piston 33 relié à la tige de levage 28, de soulever la cloche 9 seulemais ncn la cloche 8. Le réglage et la disposition de la cloche 9 à la position représentée sur la figure 7 est obtenu par l'engrenage hélicoïdal 26 et la vis sans fin 27,
car le cylindre 25 est monté sur la vis sans fin 27 au moyen d'un bras 31. Pour amener la cloche 9 aux positions correspondant aux figures 6 et 7, on arrête l'alimentation du cylindre 25 en air comprimé en fermant le robinet 32,
La manoeuvre du dispositif réglant la course de la cloche 9 entre ces diverses positions peut s'effectuer à la main, ou de préférence automatiquement.
Le mouvement de levée du piston 33 par rapport à l'engrenage à vis sans fin 26, agit sur la tige de levage 28 au moyen de deux câbles 37 passant sur quatre poulies 36.
Un raccord de canalisation 29 envoie dans les tiges tubulaires de relevage 24 et 28 un jet de gaz épuré froid. Le passage du gaz dans la tige intérieure 28 s'effectue par les trous 30 dont sa paroi est percée.
Pour faire mouvoir les pistons 4, 22 et 25, on peut utiliser, au lieu d'air comprimé, un liquide sous pression,
Sur la figure 5 est indiqué un thermostat 38 qui, lorsqu'une certaine température est atteinte, actionne un contact 39. Des conducteurs électriques 40 connectés à un appareil électrique de type connu peuvent être reliés au dispositif de commande des souffleries afin de réduire ou de couper entièrement l'alimentation en air au cas où la température s'élèverait, à la partie supérieure du haut=fourneau, à un degré susceptible d'endommager l'appareil de chargement.