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On connaît déjà le procède de fonctionnement des cubilots à avant-creuset ou à coulée continue, qui con- siste à réaliser, dansle fond du cubilot, une sole chauf- fante, en créant une zone à température maxima à l'em- placement de cette sole, par un réglage adéquat de la quantité d'air soufflé vers la partie inférieuredu cu- bilot, en fonction de la distance des tuyères de soufflage d'air à la sole.
On obtient ainsi de :La fonte à très haute tempé- rature, modifiable à volonté, grâce à des dispositifs par- ticuliers de construction du'cubilot.
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ija i,[j 1, ii le '1 '....j "(-' (1.- r.. ,- f,'.- COL3- buxtion et leur l,cm,4a'.tt{c;., on lil;Ll t \,;11 C f,';:c,. inr r la co i,;po -1 ti on cl i ii., i. o iue , pour eu ù(;ùuirc 1 (.1 débit d'air soufflé à la température ordinaire.
Or, on s'est rendu compte que les gaz de combus-
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'tion taient sujets, pour une mtr"e cauce pcrturbs.trice, à des fluctuations d'autant plus importantes que leur tempé-
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attire était élevée, ce qui rend le ruela-ee de lear débit très difficile sinon impossible.
De plus, l'évacuation des gaz brûlés à des tempéra- tures très élevées nécessite des conduites en Matières ré- fractaires d'un prix d'achat élevé, et pose des problèmes de sécurité, d'habitabilité et de salubrité, dont les solu- tions sont toujours tr. s onéreuses.
Dans le but d'éviter tous ces inconvénients et de permettre la régulation du débit des gaz de combustion, on a eu l'idée, conformément à la présente invention, de les refroidir par circulation d'eau ou par ruissellement d'eau, ou par les deux moyens simultanément.
Leur température est ainsi ramenée dans un inter- valle pour lequel l'amplitude des variations est suffisam- ment faible pour permettre d'utiliser les appareils de régulation automatique de débit disponibles dans le commer- ce, mais sur lesquels pourrait être spécialement adapté tout dispositif thermométrique ou thermo-électrique connu qui corrigerait automatiquement le débit en fonction de la température, de façon à se référer à un débit à 0 , à la pression atmosphérique de 760 m/m de mercure.
La composition des gaz de combustion se stabilise très rapidement dès que l'état permanent du cubilot est établi, de aorte que si Q cst le débit constant du ventila-
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tour Li.li1,ent.1l 1cu -i.t!,ß4w. de :J01.1 - ,i",t' !'tj.i t, ; : 5. g e . : 1 débit des C:; de cOJr.Lu:'JL1on, cc3i')'f :xcyr,:;ad, 1;. Ui. 'uJ;J1.::..' d'air soufflé vers le bas du c. hilot, le VO -"JJ. c!'air ,-,j Il. flé dans le haut du. cubilotest:
Q - q' = constante.
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Cette double régulation permet de lEi-Üntiémir la caz...±30::.l,:iozz de la fonte quasi-constante, et la seul variation de q permet de la modifier à volonté. * La température est beau-
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coup moins influencée par ce chaneenent de dcbit W;3 gaz de combustion, de sorte q1.b le procède perrjet de codifier lu composition de la fonte tout en conservant une très haute température de coulée.
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I.- présente invention a pour objet 0{;ale:: 'jt diffé- rents dispositifs perfectionnes apportés aux cubilots à avant-creuset ou ordinaires pour assurer un meilleur fonc- tionnement du procédé. ces dispositifs perfectionnés, il y a lies de mentionner, à titre particulier : 1 ) l'étanchéité du chapeau de l'avant-creuset, grâce, par exemple, à une garniture de .sable serré;1 entre ce chapeau, reposant de préférence sur un lit de sable argi- leux plastique, et une cornière fixée à la virole de l'avant-- creuset ;
2 ) la disposition d'une chicane à la partie supé- rieure du siphon d'évacuation des gaz de combustion, en vue d'arrêter vapeur d'eau formée par la chute des scories dans l'eau du bac de granulation du laitier ;
3 ) le refroidissement des parois de ce siphon par circulation et (ou) ruissellement d'eau ;
4 ) le réglage du niveau de l'eau dans le bec de granulation du laitier (ou bac à crasse) et le maintien
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des glissières de ces registres en état de propreté, grâce à un jeu de registres coulissants, ménagés de préférence sur une même paroi inclinée de ce bac ;
5 ) la disposition, dans l'avant-creuset, d'un re- gard spécial à deux directions, permettant, à la fois, de suivre l'écoulement de la crasse et de la fonte du cubilot dans l'avant-creuset, et le décrassage de l'avant-creuset ;
6 ) la prolongation du préchauffage de l'avant- creuset en conservant ouverts la porte de ce dernier et son trou de coulée pendant la période de soufflage dans le cubi- lot qui précède la coulée ; les gaz brûlés sortant par ces deux orifices et venant lécher le réfractaire de la partie inférieure de l'avant-creuset et la sole de manière à être portés à très haute température avant l'arrivée de la fonte : puis l'obturation de cette porte et de ce trou dès qu'appa- rait la fonte dans le chenal d'intercommunication ;
7 )'l'obturation de la porte à l'aide d'une brique r de forme, ou 'autre bloc en matériau réfractaire, contre la- quelle est serrée énergiquement une masse de sable renfer- mée entre la porte et une tôle l'encadrant sur trois côtés, lorsque la porte est appuyée énergiquement sur cette masse de sable, à l'intérieur de cette tôle, à l'aide d'une vis ou autre ;
8 ) l'application, à un cubilot ordinaire, d'un siphon permettant le décrassage discontinu, sans évacuation des gaz de combustion, et muni d'une chicane à la partie supérieure, comme dans le cas d'un avant-creuset, avec, également, et de préférence, refroidissement des parois de ce siphon par circulation et(ou) ruissellement d'eau ;
9 ) l'application à la porte d'allumage d'un cu- bilot ordinaire de la disposition précédemment prévue pour la porte de pré-chauffage d'un avant-creuset.
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Aux dessins ci-joincs, on a 1 eprÔren.tÔ, ià -titre d'exemples non lüai-Latif's, de i formes de réalioation des dispositifs perfectionnes appliques aux cubilots à avant- creuset ou ordinaires pour la mise en oeuvre du procède.
Dans ces dessins :
Fig. 1 est un schéma d'installation, en élévation, d'un cubilot à avant-creuset ;
Fig. 2 est une vue en coupe verticale du bas du cubilot et de l'avant-creuset ;
Fig. 3 est urie vue agrandie, en coupe, du chapeau de l'avant-creuset ;
Fig. 4 est une vue en coupe partielle par IV-IV de la Fig. 5, avec arrachement du siphon du bac à crasse et gaz et de granulation du laitier ;
Fig. 5 en est une vue en coupe par V-V de Fig. 4 ; ;
Fig. 6 est une vue de détail en coupe horizontale du cubilot ;
Fig. 7 et 8 sont des vues de détail de la porte de l'avant-creuset ;
Fig. 9 est une vue en coupe verticale partielle schématique d'un cubilot ordinaire, muni de certains des dispositifs perfectionnés suivant l'invention.
En Fig. 1, 1 est le cubilot, 2 son avant-creuset, 3 le siphon du bac à crasse et de granulation du laitier 4, 5 la conduite d'échappement des gaz de la combustion, avec son enveloppe 6 de circulation d'eau, 7 le ventilateur de soufflage d'air dans le cubilot, 8 une vanne de réglage du dbit de l'air soufflé (avec servo-moteur 9 de commande) disposée sur la conduite d'air 10 aboutissant à la boite à vent.
La conduite 5 se prolonge en 11 avec un élément de
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faible hauteur assemblé par des brides 12, assurant l'étan- chéité de la circulation des gaz ; un joint de dilatation peut être prévu en 13 ,pour absorber les variations de lon- gueur des éléments de la conduite. 14,est une vanne-papillon de réglage, disposée sur la conduite d'échappement des gaz et commandée par servo-moteur 15.
En Fig. 2, on retrouve le cubilot 1, son avant- creuset 2, avec son chapeau 16 ; 17 sont les tuyères de soufflage d'air; ce dernier se dirige en partie vers le haut du cubilot, et en partie vers la sole 18 ; une distance donnée de cette sole par rapport aux tuyères 17, la section du trou d'intercommunication 19 (entre cubilot et avant- creuset) doit être telle que, compte tenu de la résistance offerte vers le haut par la colonne alternée de coke et de métal, la quantité d'air admise vers l'avant-creuset 2 soit exactement celle nécessaire à la formation d'une zone à tem- pérature maxima, à la distance én question des tuyères, c'est- à-dire sur la sole 18.
21 est le trou de crasse.
Conformément à une des caractéristiques de la pré- sente invention, pour pouvoir effectuer la régulation du débit des gaz de combustion dans de bonnes conditions, il est nécessaire d'assurer l'étanchéité de l'avant-creuset 2, notamment en ce qui concerne son chapeau 16. Dans le but d'assurer une obturation aussi parfaiteque possible, une cornière'22 (fig. 3) (ou le correspondant en tôle) est sou- dée (ou fixée) à la partie supérieure de la virole 23 de l'avant-creuset. Après avoir posé le chapeau 16 sur un lit . de sable argileux suffisamment humidifié pour être plastique 24, on serre énergiquement du sable de moulage 25 entre la cornière 22 et l'armature 26 du chapeau 16.
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D'entre part, .j , ,jn L= : n i ; chaque <; d >5 c r,i. :.i :; <; i r; , la. chute de la scorie dans l'eau du bac de granulation 4 provoque la for- mation d'une quantité de vapeur d'eau variable avec la masse
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et la température du laitier.
Afin d' (:vi ter (lue; cette vn]}our d'eau ne vienne perturber le réglage en se mélangeant aux gaz de combustion, une chicane 27 (fig. 4) s'oppose --on passage dans la partie supérieure du siphon 3, en même temps que les parois du siphon sont refroidies par circulation d'eau ou ruissellement ou par les deux moyens à la fois, de sorte que la vapeur dégagée vient se condenser sur les parois.
Les gaz de combustion se trouvent refroidis en même temps.
Pour permettre le libre jeu des dilatations, le si- phon 3 est fixé sur la virole 23 de l'avant-creuset, et in- dépendant du bac de granulation du laitier 4. dans lequel il plonge.
Le siphon 3 comporte, vers l' avant, une plaque de visi te 28, fixée sur le corps proprement dit avec interpo- sition d'un joint d'étanchéité. Un regard à double position
29 permet de suivrel'écoulement de .la scorie et d' interve- nir le cas échéant.
Une des parois 30 du bac à crasse et de granulation du laitier 4 est inclinée (fig. 5) pour faciliter l'extrac- tion du laitier granulé.
Cette extraction peut être opérée mécaniquement à l'aide d'une chaîne à raclettes ou à godets.
Le niveau de l'eau varie avec le réglage, de sorte que pour éviter des pertes de gaz, qui, outre l'incidence. sur le fonctionnement,risqueraient d'intoxiquer le personnel, il faut régler ce niveau convenablement car, d'autre part
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si la dénivellation due à la pression des gaz dans le. si- phon 3 est faible en même temps que le niveau a été réglé trop haut, on refroidit le laitier trop prés du chenal, et il se solidifie et empêche le décrassage.
Afin de pouvoir régler très rapidement ce niveau, le bac 4 comporte un registre 31 coulissant entre deux glis- sières ; le niveau de l'eau N dans le bac est assuré par la partie supérieure du registre 31.
Pour maintenir les glissières en état de propreté constant, une ouverture 32 est pratiquée à la partie infé- rieure de la glissière afin d'établir une circulation d'eau constante et d'entraîner les saletés ; l'eau, qui pénètre en 33 dans le bac, est collectée par un coffrage 34 placé con- tre la paroi du bac 4, à l'extérieur, et dont l'ouverture inférieure déverse l'eau de trop plein dans une canalisation d'évacuation.
A la partie inférieure, un autre registre 35, ma- noeuvrable du haut, permet de vider très rapidement le bac 4.
Indépendamment de l'ouverture 20 placée en face du trou d'intercommunication 19 de façon à permettre une inter- vention rapide en cas de bouchage, un regard 36 (fig. 6) à deux positions est placé dans l'avant-creuset 2, dans un angle tel qu'il reste à l'abri des projections dé crasse, et qu'il permette de suivre en même temps l'écoulement de la crasse et de la fonte du cubilot 1 dans l'avant-creuset 2 et le décrassage de l'avant-creuset 2.
Ce dispositif permet de suivre la fusion à chaque instant, mais plus particulièrement au début pour obturer la porte d'allumage et de préchauffage de l'avant-creuset 2 dès que la fonte apparaît, ou en fin de fusion, pour arrêter le ventilateur 7.
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10 ,lr (: G.l4JIj¯hfl,!. (U' 1,';:<rc;i>.l#-ci ,;iia<.. 2 rlo1 L Ô 1:;r6 "1;1'0': soigne puisque c'efjt lui qui recevra la fonte.
Le préchauf.ra'G }1l'O',,'u!Jcnt dit est fait au coke ou par tout autre procède utn.Íûun[ 1; ri ' au .lre cutnbuctibles.
Tour éviter une trop grande perte de chaleur de l'avant-creuset, on prolonge le préchauffée en conservant ouverts la porte de préchauffage 37 de l'avant-creuset 2 et le trou de coulée 20, pendant la période de soufflage dans ' le cubilot 1 qui précède la coulée, d'une durée d'un quart d'heure environ.
Les gaz brûlés sortent par ces deux orifices et viennent lécher le réfractaire de la partie inférieure de l'avant-creuset 2 et la sole 18, de sorte qu'ils sont port,! à très haute température avant l'arrivée de la fonte. Dès que celle-ci apparaît dans le chenal 19 il faut obturer la porte 37 et le trou de coulée très rapidement, sous peine de voir la fonte les atteindre.
Le trou de coulée est facilement bouché par les procédés connus, Pour faciliter et accélérer l'obturation de la porté 37, celle-ci est encadrée sur les trois côtés 'par une tôle 38 (Fig 7 et 8). On met en place une brique de fermeture 41 dans l'ouverture de la porte de l'avant- creuset ; on met en place la porte 37 avec sa barre de pous sée 39 sur laquelle peut agir une vis de pression 40 ; on serre énergiquement du sable en 42, entre les parois de tôle 38 et la porte 37, contre cette brique 41, à l'aide de la vis 40. Un joint de sable argileux peut être disposé en , 43 entre la brique 41 et les parois de l'ouverture fermée par cette brique.
Une même disposition peut être adoptée pour la porte d'allumage du cubilot 1,
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Dans le cas d'un cubilot ordinaire (fig. 9), au cours du décrassage, une quantité importante de gaz sort par le trou à crasse et modifie très sensiblement les condi- tions de fonctionnement de l'appareil. Le volume de gaz ainsi évacué dépend, entre autres facteurs, de la pression et de la température régnant dans le cubilot, et de la section du trou. Ces trois facteurs étant essentiellement variables au cours d'une fusion, on n'a pas pu, jusqu'ici, trouver de solution à ce problème.
La diminution de la section du trou à. crasse réduit les perturbations mais présente l'inconvénient de favoriser la formation de carottes de crasses qui sont difficiles à déboucher. De plus, les abords du trou à crasse du cubilot sont sillonnés d'étincelles, de flammes et de gaz chauds, de projections de crasses, qui rendent le travail du fondeur particulièrement pénible et exposé à des accidents. L'adop- tion du dispositif d'un siphon 3 et d'un bac à granulation 4 tels que décrits précédèrent, apporte une solution qui présente les avantages de supprimer les causes de perturba- tion dans le fonctionnement du cubilot, d'en rendre le ser- vice plus agréable, d'ester les causes possibles d'accident et d'opérer la granulation du laitier.
Dans ce cas, le siphon ne comporte pas de conduite d'évacuation des gaz brûlés telle que 5.
Dans la Fig. 9, les parois du siphon 3 sont aussi refroidies par circulation d'eau en 44, ou par ruissellement, ou par les deux moyens simultanément.
La disposition décrite précéderont pour la porte
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de préchauffage de l'avant-orcuoet est écale,'\nt applicable à la porte d'allumage des cubilots ordinaires.