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Procédé de détermination de la trajectoire des matières lors du chargement d'un four à cuve.
Domaine technique La présente invention concerne un procédé de détermination de la trajectoire des matières lors du chargement d'un four à cuve, plus particulièrement lors du chargement au moyen d'une goulotte rotative.
Etat de la technique A titre de simple illustration, la description qui suit fait plus particulièrement référence à un haut-fourneau de production de fonte. Il est cependant entendu que l'invention s'applique également à tout engin, appelé généralement four à cuve, qui est équipé d'un système de chargement analogue à celui du haut-fourneau.
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On sait que la charge d'un haut-fourneau est constituée de couches superposées, ''. composées alternativement de minerai et de combustible. Par minerai, on entend des , 7., r t,-1 1-r matières ferrifères, généralement préparées en agglomérés ou en boulettes et pouvant contenir diverses autres substances, notamment des fondants. Par combustibte, on entend des matières carbonées, composées essentiellement de coke.
Le minerai et le combustible sont chargés en alternance dans le fourneau, de façon à former, sur la hauteur de celui-ci, des couches alternées. Ce mode de chargement, ainsi que la distribution radiale des matières dans la section du haut-fourneau, sont essentiels pour le bon fonctionnement de celui-ci. Il est dès lors également important de pouvoir contrôler et régler cette distribution des matières.
Actuellement, le chargement d'un haut-fourneau est de plus en plus effectué au moyen d'une installation comprenant une goulotte rotative, tournant autour de l'axe vertical du fourneau, qui distribue les matières granuleuses en spirale au sommet du fourneau. Dans un plan vertical, cette goulotte forme avec l'axe du fourneau un angle variable, appelé a, qui influe sur la trajectoire des matières chargées et que l'on modifie selon la distribution désirée de la charge.
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En pratique cependant, il n'est pas possible avec ce dispositif, de s'assurer que la distribution désirée est effectivement réalisée et par conséquent de corriger des anomalies éventuelles de cette distribution.
La connaissance des trajectoires des matières tombant de la goulotte du gueulard, par exemple de type Paul Wurth, est donc importante pour un bon contrôle de la distribution de la charge du haut-fourneau, et permet de réaliser une répartition des gaz favorisant les opérations qui s'y déroulent.
Des modèles mathématiques de la distribution de la charge au haut-fourneau ont été développés afin de faciliter le choix des séquences de chargement. Les trajectoires de chute des matières, pour chaque position angulaire a de la goulotte, sont évidemment des données d'entrée importantes de ces modèles.
En outre, ces trajectoires changent au cours du temps, ne serait-ce qu'à cause de l'usure du revêtement de la goulotte, phénomène dont on est obligé de tenir compte afin d'estimer au mieux l'évolution des trajectoires au cours du temps.
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A l'heure actuelle, seules des mesures fréquentes peuvent assurer l'appoint ,' : . "-' \, \"" r) 1 :) ( > { : ; d'informations nécessaires pour améliorer le contrôle de la distribution des charges.
". (. 1.,.,, \ j -) " -. : J Mais ces mesures, qui sont actuellement pratiquées lors d'arrêts programmés du four à cuve, c'est-à-dire environ tous les 4 mois, sont fastidieuses et ne sont pas suffisamment nombreuses pour permettre une détermination précise de la distribution des charges. De plus, la quantité de mesures possibles lors de ces arrêts est limitée par le volume disponible au-dessus de la charge lors de l'arrêt et par le temps limité d'arrêt du haut-fourneau. Enfin, ces mesures ne prennent pas en compte l'influence du débit ascensionnel des gaz existant lors de la marche normale du haut-fourneau, car elles sont réalisées lors des arrêts de fonctionnement dudit haut-fourneau.
Il serait donc très utile de disposer d'une méthode qui permette la mesure en continu de la trajectoire de chute des matières au gueulard lors du fonctionnement normal du haut-fourneau et qui prenne automatiquement en compte l'évolution au cours du temps des paramètres définissant les conditions de travail du système de chargement.
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De plus, indépendamment de l'usure du revêtement de la goulotte, les trajectoires changent pour diverses raisons liées à la charge elle-même, dont notamment : - la distribution granulométrique de la charge qui fluctue et dont découlent des variations de trajectoires, celles-ci devant être détectées et compensées de manière à maintenir la distribution des charges voulue ; - la quantité de matière dans la trémie d'alimentation de la goulotte qui influence la trajectoire desdites matières au sortir de celle-ci ; une ségrégation granulométrique variable selon que la trémie alimentant la goulotte est remplie ou presque vide.
Vu les éléments précités et leur impact négatif sur la répartition de la charge, il est évident qu'une opération de mesure en continu de la trajectoire des matières chargées présente un intérêt certain, car elle permet d'obtenir une répartition de la charge gérée par des paramètres évolutifs et non figés dans le temps.
Aucune des méthodes connues pour mesurer en continu la trajectoire des matières au gueulard n'a atteint à ce jour le stade d'une utilisation industrielle.
Parmi ces méthodes, on notera :
Utilisation d'un dispositif optique permettant de mesurer la trajectoire des matières tombant de la goulotte.
Utilisation d'une sonde insérée radialement dans le fourneau, au-dessus du niveau de chargement, de manière à ce que la sonde soit soumise à l'impact de la chute des matières tombant de la goulotte. Selon les versions, ladite sonde est équipée de divers capteurs disposés à l'intérieur du four et ayant pour objet de détecter le point d'impact ; ces derniers sont généralement d'un type ci-après : * des interrupteurs actionnés par l'impact des matières ; * des orifices dans lesquels on injecte de l'azote dont le débit est perturbé par le flux de matières ; * des capteurs, enrobés à la surface supérieure de la sonde, et dont la continuité électrique est influencée par le flux de matières ;
* des jauges de contrainte fixées à l'intérieur de la paroi d'une sonde tubulaire.
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Il est incontestable que les méthodes précitées fournissent des informations intéressantes pour la détermination de la trajectoire des matières chargées. Cependant, on notera que l'utilisation de capteurs à l'intérieur même du four présente l'inconvénient d'imposer un choix de matériel qui soit apte à supporter les conditions opératoires sévères qui y règnent. Il en découle immédiatement une augmentation des frais de réalisation, donc aussi d'exploitation desdites sondes, ce qui constitue un frein majeur à leur mise en pratique à l'échelle industrielle.
Présentation de l'invention La présente invention a pour objet de proposer un procédé permettant de déterminer les trajectoires de chute des matières de la charge, afin de tenir compte de leurs
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modifications éventuelles et de garantir une répartition optimale de ces matières dans . .. J les différentes couches.
Le procédé de la présente invention se place dans le cadre de mise en oeuvre d'une ... : :. .... J...., """.,',, "'-sonde placée radialement dans le fourneau.
.-' ',''- : 'i.
Conformément à la présente invention, un procédé de détermination de la trajectoire des matières lors du chargement d'un four à cuve, préférentiellement un hautfourneau, dans lequel on déverse, via un moyen d'alimentation, préférentiellement une-goulotte rotative, les matières constituant la charge à partir du sommet dudit four à cuve, mettant en oeuvre un élément allongé, appelé sonde, qui est introduit partiellement selon sa longueur à l'intérieur de l'enceinte dudit four à cuve,conventionnellement, on appelle tête l'extrémité de la sonde introduite dans l'enceinte et on appelle pied l'extrémité de la sonde située en dehors de ladite enceinte-, est caractérisé en ce qu'on utilise une sonde dont au moins la partie intérieure à l'enceinte dudit four est inerte,
c'est-à-dire qu'elle est dépourvue de
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capteurs, en ce qu'on associe à la partie de la sonde qui est extérieure à l'enceinte du four au moins un élément, appelé conventionnellement capteur, qui est sensible à l'impact des matières chargées sur la partie de la sonde introduite dans l'enceinte du four, en ce qu'on observe au moins un signal généré par un capteur en liaison avec la partie de la sonde extérieure à l'enceinte précitée, de préférence le capteur
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générant le signal observé est situé soit à une distance fixe par rapport à la paroi de l'enceinte précitée, soit à une distance fixe du pied de la sonde.
Il est évident que le fait même que la partie de la sonde qui est introduite dans l'enceinte est inerte, donc dépourvue de capteurs, donc sans liaisons et éléments susceptibles de se détériorer dans les conditions de travail intérieures à l'enceinte du four, a pour effet, d'une part, de résoudre certains problèmes pratiques d'assemblage de par l'absence d'éléments fragiles et, d'autre part, d'assurer une fiabilité et une longévité de fonctionnement accrues, d'où une diminution des coûts tant en réalisation qu'en utilisation.
Suivant une modalité de mise en oeuvre du procédé de la présente invention, on
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J. - f. . \ déplace la tête de la sonde à l'intérieur de l'enceinte du four, préférentiellement d'une part, le déplacement est continu et/ou rectiligne suivant un plan radial de l'enceinte, éventuellement dans un plan horizontal, et d'autre part, dans le cas d'une \, ç ! l'" 1 ; l, - 1. < '.... :.. \ enceinte de section circulaire, limité entre la paroi intérieure de l'enceinte et le 1 ,. " J... { ('-3 \ " 1 t- : t.. ; :
:. centre géométrique de cette dernière, et on enregistre le signal observé au cours du t... déplacement précité. autLa modalité précédente permet, lors de l'application du procédé dans un haut- fourneau, de relever certains points de la trajectoire des matériaux chargés en déplaçant la sonde suivant un rayon de l'enceinte, souvent d'ailleurs dans un plan horizontal, et en enregistrant ces données au cours du temps, d'en extrapoler pour la section totale de l'enceinte des informations exploitables ultérieurement quant à la distribution réelle sur l'ensemble du four des matériaux au chargement.
Suivant une autre modalité de mise en oeuvre du procédé de la présente invention, on analyse l'intensité dudit signal observé depuis le début de l'entrée en contact de la tête de la sonde avec le flux de matières déversées, jusqu'au moment où la tête de la sonde atteint sa position de déplacement la plus éloignée de la paroi de l'enceinte, l'opération globale de contact et de fin de déplacement de la tête de la sonde se matérialisant sur la courbe représentative du signal observé par une croissance du signal qui est proportionnelle à l'impact desdites matières sur la sonde
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et donc représentative de la quantité de matières chargées, et on en déduit la forme de l'enveloppe extérieure du flux de matières, le centre de gravité dudit flux et la
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largeur dudit flux,
c'est-à-dire la distance parcourue par la tête de la sonde depuis son entrée en contact avec les matières jusqu'à la sortie de la tête du flux de matières, de préférence, on associe à l'analyse du signal observé au moins un paramètre en relation avec les caractéristiques physiques du moyen de déversement, ainsi que la position spatiale dudit moyen relevée au cours de la durée d'application du procédé.
La figure 1 est une représentation schématique du principe du procédé de l'invention. Elle associe des grandeurs de nature différente, d'une part, un schéma du montage pratique de la sonde et, d'autre part, la courbe A représentative du signal enregistré au cours du déplacement de cette sonde lors de l'application du procédé de la présente invention ainsi qu'une courbe B dérivée mathématiquement de cette dernière.
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., 1 !', ,'.',. \' ;,'.' On distingue dans ladite figure 1 la paroi (1) du haut-fourneau, la partie à gauche de -. ; r'" \' ì,, '" ",' : :. -, : : ;. r ladite paroi (1) étant l'intérieur du haut-fourneau, la sonde (2) avec sa tête (3) introduite dans le haut-fourneau, son premier point d'appui (4) qui coïncide ici avec le point de traversée de la paroi du haut-fourneau et le second point d'appui (5) extérieur au haut-fourneau qui est équipé d'un appareil (6) mesurant la force d'impact des matières (7) sur la partie de la sonde (2) introduite dans le hautfourneau et enfin une représentation fort sommaire de deux courbes A et B, respectivement le signal délivré au pied (5) de la sonde (2) par l'appareil (6) et la courbe enveloppe déduite.
La courbe A est représentative de l'aspect général du signal enregistré lors de l'opération de mise en oeuvre du procédé de l'invention avec notamment le déplacement de la tête (3) de sonde depuis un point appelé a jusqu'à un point d.
La courbe B est l'extrapolation obtenue notamment en mettant en oeuvre divers outils d'analyse et de modélisation mathématiques à partir de la courbe A qui indique le centre de gravité (c) de l'enveloppe du flux de matières et la largeur dudit flux (a-b).
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En outre, on considère que les paramètres définissant la position spatiale de la goulotte rotative d'alimentation du haut-fourneau, comme par exemple l'angle a mentionné plus haut, sont aussi connus pendant la durée de l'opération de mesure précitée.
Suivant une modalité de mise en oeuvre préférentielle du procédé de la présente invention, dans laquelle l'enceinte est celle d'un haut-fourneau dans lequel les matières (7) sont chargées au moyen d'une goulotte rotative positionnée sur l'axe central dudit haut-fourneau, on introduit la tête (3) d'une sonde (2) dans le hautfourneau au travers d'un orifice pratiqué dans la paroi (1) dudit haut-fourneau, la dite sonde (2) prenant appui en un premier point (4) sis dans la paroi (1) de l'enceinte ou du moins proche de cette dernière et en un second point extérieur à
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l'enceinte du haut-fourneau, de préférence sis au pied (3) de la sonde (2), ladite :
... 1.,, ..., sonde (2) étant de forme allongée, de préférence de section cylindrique, et munie en (5) d'un capteur (6) sensible à l'impact sur la sonde (2) des matières (7) déversées ' par la goulotte rotative précitée, on déplace la tête (3) de la sonde (2) dans l'enceinte depuis une position a jusqu'à une position d, de préférence suivant une ''''.'".,-.. !--, . '-e, ;
-jj direction sensiblement radiale et horizontale, on enregistre en fonction du temps le signa) émis par le capteur (6), on associe ledit signal enregistré avec les paramètres définissant au même instant) la position de travail de la goulotte rotative, de préférence on associe au moins l'angle a relatif à ladite goulotte, c'est-à-dire l'angle que cette goulotte forme dans un plan vertical avec l'axe du four, et on en déduit les courbes A et B, on constate que la courbe A subit une croissance continue depuis le point de déplacement (a) de la sonde (2), c'est-à-dire l'entrée de la tête (3) en contact avec le flux de matières (7) déversées par la goulotte rotative, jusqu'au point (b), c'est-à-dire la sortie de la tête (3) hors du flux précité, et ensuite ladite courbe A est sensiblement plane entre le point (b) précité et le point (d),
c'est-à-dire la fin de la course du déplacement de la tête (3), on calcule à partir de la courbe A la courbe B sur laquelle on relève la largeur (a-b) du flux de matières, le centre de gravité (c) dudit flux et la densité de matières (7) déversées selon une direction (a-d) coïncidant avec le chemin de déplacement de la tête (3) de la sonde (2).
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Suivant encore une autre modalité de mise en oeuvre du procédé de la présente invention, on associe à la partie de la sonde extérieure à l'enceinte du four au moins deux capteurs, on choisit des capteurs d'au moins deux types différents, par exemple l'un sensible aux vibrations générées dans la sonde et un autre sensible aux forces exercées sur la sonde, on observe les signaux issus desdits capteurs et on détermine la trajectoire des matières en associant les informations fournies par les signaux issus de chacun des capteurs précités.
La présente invention a aussi trait à un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé objet de la présente invention.
Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de la présente invention est caractérisée en ce qu'il comporte une sonde constituée principalement, au moins dans la partie qui pénètre dans l'enceinte du four, par un élément métallique, de préférence de section circulaire ou polygonale régulière ou non.
Suivant une modalité de réalisation du dispositif de mise en oeuvre du procédé de la présente invention, l'élément métallique est composé de plusieurs éléments constitutifs assemblés, de préférence soit des tubes soit des profilés de section régulière ou non, éventuellement les tubes ou les profilés sont choisis de section appropriée de manière à pouvoir coulisser l'un dans l'autre.
Suivant une autre modalité de réalisation du dispositif de mise en oeuvre du procédé de la présente invention, la partie de la sonde extérieure à l'enceinte comporte au moins un capteur, préférentiellement celui-ci ou ceux-ci sont du type jauge de contraintes ou capteur de force ou détecteur de vibrations, éventuellement elle comporte au moins deux types différents de capteurs.
Le procédé de la présente invention constitue une approche nouvelle et plus simple du problème de détermination de la répartition de la charge dans un four à cuve en tant que mise en oeuvre pratique, car il n'utilise pas un réseau de capteurs disposés le long de la sonde et sis donc dans l'enceinte du four, mais au contraire un ou plusieurs capteurs sis à l'extérieur de ladite enceinte, donc moins sollicité en
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fonctionnement, ce qui constitue un avantage de construction et de durée de vie non négligeable.
De plus, le procédé de la présente invention permet d'obtenir des informations sur la largeur du flux de matières tombant de la goulotte, ainsi que sa densité locale, données actuellement difficilement accessibles en investissant dans un nombre de sondes dont le coût global pénaliserait économiquement les frais de fonctionnement du four à cuve.
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Method for determining the trajectory of materials when loading a shaft furnace.
Technical Field The present invention relates to a method for determining the trajectory of materials when loading a shaft furnace, more particularly during loading by means of a rotary chute.
STATE OF THE ART By way of simple illustration, the following description refers more particularly to a blast furnace for the production of cast iron. It is understood, however, that the invention also applies to any device, generally called tank furnace, which is equipped with a loading system similar to that of the blast furnace.
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We know that the charge of a blast furnace consists of superimposed layers, ''. alternately composed of ore and fuel. By ore is meant, 7., r t, -1 1-r iron-containing materials, generally prepared in agglomerates or in pellets and which may contain various other substances, in particular fluxes. By combustible is meant carbonaceous materials, composed essentially of coke.
The ore and the fuel are loaded alternately in the furnace, so as to form, on the height thereof, alternating layers. This loading mode, as well as the radial distribution of the materials in the blast furnace section, are essential for the proper functioning of the latter. It is therefore also important to be able to control and regulate this distribution of materials.
Currently, the loading of a blast furnace is increasingly carried out by means of an installation comprising a rotary chute, rotating around the vertical axis of the furnace, which distributes the granular materials in a spiral at the top of the furnace. In a vertical plane, this chute forms with the axis of the furnace a variable angle, called a, which influences the trajectory of the loaded materials and which is modified according to the desired distribution of the load.
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In practice, however, it is not possible with this device to ensure that the desired distribution is actually carried out and therefore to correct any anomalies in this distribution.
Knowledge of the trajectories of the materials falling from the chute of the gulet, for example of the Paul Wurth type, is therefore important for a good control of the load distribution of the blast furnace, and allows a distribution of gases favoring the operations which take place there.
Mathematical models of the distribution of charge in the blast furnace have been developed to facilitate the choice of loading sequences. The material fall trajectories, for each angular position a of the chute, are obviously important input data for these models.
In addition, these trajectories change over time, if only because of the wear of the coating of the chute, a phenomenon which we are obliged to take into account in order to best estimate the evolution of the trajectories during time.
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At the present time, only frequent measurements can provide backup, ':. "- '\, \" "r) 1 :) (> {:; of information necessary to improve the control of load distribution.
". (. 1.,. ,, \ j -)" -. : J But these measurements, which are currently practiced during programmed shutdowns of the shaft oven, that is to say approximately every 4 months, are tedious and are not numerous enough to allow an accurate determination of the distribution of the charges. In addition, the quantity of measurements possible during these stops is limited by the volume available above the load during the stop and by the limited time of shutdown of the blast furnace. Finally, these measurements do not take into account the influence of the upward flow of gases existing during normal operation of the blast furnace, since they are carried out during stops in operation of said blast furnace.
It would therefore be very useful to have a method which allows continuous measurement of the material falling trajectory at the blast furnace during normal operation of the blast furnace and which automatically takes into account the evolution over time of the parameters defining the working conditions of the loading system.
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In addition, regardless of the wear on the coating of the chute, the trajectories change for various reasons related to the load itself, including in particular: - the particle size distribution of the fluctuating load and from which variations in trajectories result, ci to be detected and compensated to maintain the desired load distribution; - the quantity of material in the feed hopper of the chute which influences the trajectory of said materials out of it; variable particle size segregation depending on whether the hopper feeding the chute is filled or almost empty.
Given the aforementioned elements and their negative impact on the distribution of the load, it is obvious that an operation of continuous measurement of the trajectory of the loaded materials is of certain interest, because it makes it possible to obtain a distribution of the load managed by parameters that are evolving and not frozen in time.
None of the known methods for continuously measuring the trajectory of materials at the top has so far reached the stage of industrial use.
Among these methods, we note:
Use of an optical device to measure the trajectory of materials falling from the chute.
Use of a probe inserted radially into the furnace, above the loading level, so that the probe is subjected to the impact of the fall of the materials falling from the chute. Depending on the version, said probe is equipped with various sensors placed inside the oven and intended to detect the point of impact; these are generally of the following type: * switches actuated by the impact of materials; * orifices into which nitrogen is injected, the flow rate of which is disturbed by the flow of materials; * sensors, coated on the upper surface of the probe, and whose electrical continuity is influenced by the flow of materials;
* strain gauges fixed inside the wall of a tubular probe.
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It is undeniable that the aforementioned methods provide useful information for determining the trajectory of loaded materials. However, it will be noted that the use of sensors inside the furnace itself has the drawback of imposing a choice of material which is able to withstand the severe operating conditions prevailing there. This immediately leads to an increase in production costs, and therefore also in the operation of said probes, which constitutes a major obstacle to their application on an industrial scale.
Presentation of the invention The object of the present invention is to propose a method making it possible to determine the fall trajectories of the materials of the load, in order to take account of their
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possible modifications and to guarantee an optimal distribution of these materials in. .. J the different layers.
The method of the present invention is in the context of implementing a ...::. .... J ...., "" "., ',,"' - probe placed radially in the furnace.
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In accordance with the present invention, a method for determining the trajectory of the materials during the loading of a shaft oven, preferably a blast furnace, into which is poured, via a supply means, preferably a rotary chute, the materials constituting the charge from the top of said cell furnace, using an elongated element, called a probe, which is partially introduced along its length inside the enclosure of said cell furnace, conventionally, the head of the head is called the probe inserted into the enclosure and the end of the probe located outside said enclosure is called the foot, is characterized in that a probe is used, at least the part of which inside the enclosure of said oven is inert,
that is to say that it is devoid of
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sensors, in that we associate with the part of the probe which is external to the enclosure of the oven at least one element, conventionally called sensor, which is sensitive to the impact of the charged materials on the part of the probe introduced into the oven enclosure, in that there is at least one signal generated by a sensor in connection with the part of the probe outside the aforementioned enclosure, preferably the sensor
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generating the observed signal is located either at a fixed distance from the wall of the aforementioned enclosure, or at a fixed distance from the base of the probe.
It is obvious that the very fact that the part of the probe which is introduced into the enclosure is inert, therefore devoid of sensors, therefore without connections and elements liable to deteriorate under the working conditions inside the oven enclosure, has the effect, on the one hand, of solving certain practical assembly problems due to the absence of fragile elements and, on the other hand, of ensuring increased reliability and longevity of operation, hence a reduction costs both in implementation and in use.
According to a method of implementing the method of the present invention,
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J. - f. . \ moves the probe head inside the oven enclosure, preferably on the one hand, the movement is continuous and / or rectilinear in a radial plane of the enclosure, possibly in a horizontal plane, and on the other hand, in the case of a \, ç! l "1; l, - 1. <'....: .. \ enclosure of circular section, limited between the interior wall of the enclosure and 1,." J ... {(' -3 \ "1 t-: t ..;:
:. geometric center of the latter, and the signal observed during the aforementioned displacement is recorded. aut The previous modality makes it possible, during the application of the process in a blast furnace, to identify certain points of the trajectory of the charged materials by moving the probe along a radius of the enclosure, often moreover in a horizontal plane, and by recording this data over time, to extrapolate from it for the total section of the enclosure information that can be used later as to the actual distribution of the materials to the load throughout the oven.
According to another mode of implementing the method of the present invention, the intensity of said signal observed from the start of the coming into contact of the probe head with the flow of spilled material is analyzed, until the moment when the probe head reaches its position furthest from the wall of the enclosure, the overall operation of contact and end of displacement of the probe head materializing on the curve representative of the signal observed by a growth of the signal which is proportional to the impact of said materials on the probe
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and therefore representative of the quantity of materials loaded, and the shape of the outer envelope of the material flow, the center of gravity of said flow and the
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width of said stream,
that is to say the distance traveled by the head of the probe from its contact with the materials to the exit of the head from the material flow, preferably, we associate with the analysis of the signal observed at the at least one parameter in relation to the physical characteristics of the discharge means, as well as the spatial position of said means noted during the period of application of the method.
Figure 1 is a schematic representation of the principle of the method of the invention. It associates quantities of different nature, on the one hand, a diagram of the practical assembly of the probe and, on the other hand, the curve A representative of the signal recorded during the displacement of this probe during the application of the method of the present invention as well as a curve B mathematically derived from the latter.
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., 1! ',,'. ',. \ ';,'. ' We distinguish in said Figure 1 the wall (1) of the blast furnace, the part to the left of -. ; r '"\' ì ,, '" ",'::. -,::;. r said wall (1) being inside the blast furnace, the probe (2) with its head (3) introduced into the blast furnace, its first fulcrum (4) which here coincides with the crossing point of the wall of the blast furnace and the second fulcrum (5) outside the blast furnace which is equipped with a device (6) measuring the force of impact of the materials (7) on the part of the probe (2) introduced into the blast furnace and finally a very summary representation of two curves A and B, respectively the signal delivered to the foot (5) of the probe (2) by the device (6) and the deduced envelope curve.
Curve A is representative of the general appearance of the signal recorded during the operation of implementing the method of the invention with in particular the displacement of the probe head (3) from a point called a to a point d.
Curve B is the extrapolation obtained in particular by implementing various mathematical analysis and modeling tools from curve A which indicates the center of gravity (c) of the envelope of the material flow and the width of said flow (ab).
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In addition, it is considered that the parameters defining the spatial position of the rotary blast furnace feed chute, such as for example the angle mentioned above, are also known during the duration of the aforementioned measurement operation.
According to a preferred embodiment of the process of the present invention, in which the enclosure is that of a blast furnace in which the materials (7) are loaded by means of a rotary chute positioned on the central axis said blast furnace, the head (3) of a probe (2) is introduced into the blast furnace through an orifice made in the wall (1) of said blast furnace, said probe (2) being supported in a first point (4) located in the wall (1) of the enclosure or at least close to the latter and at a second point outside
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the enclosure of the blast furnace, preferably located at the foot (3) of the probe (2), said:
... 1. ,, ..., probe (2) being of elongated shape, preferably of cylindrical section, and provided at (5) with a sensor (6) sensitive to the impact on the probe (2) materials (7) discharged 'by the aforementioned rotary chute, the head (3) of the probe (2) is moved in the enclosure from a position a to a position d, preferably according to a' '' '. '"., - ..! -,.' -e,;
-jj substantially radial and horizontal direction, we record as a function of time the signa) emitted by the sensor (6), we associate said recorded signal with the parameters defining at the same instant) the working position of the rotary chute. associates at least the angle a relative to said chute, that is to say the angle that this chute forms in a vertical plane with the axis of the furnace, and we deduce the curves A and B, we note that curve A undergoes continuous growth from the point of displacement (a) of the probe (2), that is to say the entry of the head (3) in contact with the flow of materials (7) discharged by the rotary chute, up to point (b), that is to say the outlet of the head (3) out of the aforementioned flow, and then said curve A is substantially plane between the aforementioned point (b) and the point (d),
that is to say the end of the movement of the head movement (3), we calculate from curve A curve B on which we note the width (ab) of the material flow, the center of gravity (c) of said flow and the density of materials (7) discharged in a direction (ad) coinciding with the path of movement of the head (3) of the probe (2).
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According to yet another method of implementing the method of the present invention, at least two sensors are associated with the part of the probe outside the oven enclosure, sensors of at least two different types are chosen, for example one sensitive to the vibrations generated in the probe and another sensitive to the forces exerted on the probe, the signals from said sensors are observed and the trajectory of the materials is determined by associating the information provided by the signals from each of the aforementioned sensors.
The present invention also relates to a device for implementing the method which is the subject of the present invention.
The device for implementing the method of the present invention is characterized in that it comprises a probe constituted mainly, at least in the part which enters the enclosure of the oven, by a metallic element, preferably of circular section or regular polygonal or not.
According to one embodiment of the device for implementing the method of the present invention, the metallic element is composed of several assembled constituent elements, preferably either tubes or profiles of regular section or not, possibly tubes or profiles. are chosen of appropriate section so as to be able to slide one inside the other.
According to another embodiment of the device for implementing the method of the present invention, the part of the probe outside the enclosure comprises at least one sensor, preferably this or these are of the strain gauge type or force sensor or vibration detector, possibly it includes at least two different types of sensors.
The method of the present invention constitutes a new and simpler approach to the problem of determining the distribution of the load in a shaft furnace as a practical implementation, since it does not use a network of sensors arranged along the probe and therefore located in the oven enclosure, but on the contrary one or more sensors located outside said enclosure, therefore less stressed in
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operation, which constitutes a significant advantage in terms of construction and service life.
In addition, the method of the present invention makes it possible to obtain information on the width of the flow of materials falling from the chute, as well as its local density, data currently difficult to access by investing in a number of probes whose overall cost would penalize economically. the operating costs of the shaft furnace.