<Desc/Clms Page number 1>
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.
<Desc/Clms Page number 2>
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-
<Desc/Clms Page number 3>
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,
<Desc/Clms Page number 4>
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.
<Desc / Clms Page number 1>
HAUT-FOURNEAU CHARGING DEVICE.
For the introduction into the blast furnaces of a charge made up of fragments of various sizes, it is essential, in order to obtain economical and undisturbed operation, to feed the blast furnace in such a way as to avoid as much as possible any irregularity of charge density. Otherwise, the ascending gases will pass more quickly and at a greater rate through some parts of the blast furnace than others, and the efficiency will be poor.
To load a blast furnace, for example, the load is generally passed over a cone (bell) which, in its raised position, forms a gas-tight seal between the blast furnace and the loading hopper located above. In this case, the load slides concentrically towards the wall of the blast furnace and forms a slope descending from the latter towards the center. To avoid the greater permeability to the gases thus communicated to the load in the central part of the blast furnace compared to the area adjacent to the wall (circumference), it was envisaged to have a double bell below the loading hopper of so as to be able to dump the load alternately around the circumference and in the center of the blast furnace, To make this loading process possible,
the lower wall of the loading hopper is given the shape of a funnel and its lower opening is closed by a conical bell below which is another conical bell, slightly smaller, which can be raised in the upper bell. The latter is vertically movable inside the loading hopper, while the lower bell can also be lowered below this hopper. When the load is emptied from the hopper into the blast furnace by simultaneously raising the two bells, the load pours into the central part of the latter forming a downward slope towards the periphery.
When, on the other hand, the lower bell is lowered below the loading hopper and the upper bell is raised inside the latter, the discharge of the load is distributed by the lower bell towards the perimeter of the blast furnace, and the load then closes a downward slope towards the central part.
<Desc / Clms Page number 2>
In order to facilitate the discharge of the charge towards the circumference of the blast furnace., In the case where the diameter of the bell is relatively small compared to that of the blast furnace, it has already been proposed to arrange inside of the latter a fixed load distributor, consisting of a frustoconical cage placed so as to serve, when the lower bell is lowered to its lowest position, as an extension of the latter to thus increase its diameter.
Experiments have established that, for blast furnaces of large diameter at the top, the distribution obtained with the arrangement described above or by means of any other known charging method can be appreciably improved. The essential point is to avoid the disadvantage of a higher charge density at the circumference and in the central part of the blast furnace, compared to the density in the intermediate annular zone.
This improvement is brought about by the present invention which relates to a blast furnace loading apparatus comprising a loading hopper provided with a double bell, the lower bell of which can be immobilized in two or more fixed positions in its vertical movement. below the lower opening and the loading hopper, and, corresponding to each of these fixed positions, a fixed load distributor in the form of a frustoconical cage, serving, when the bell is lowered to its corresponding fixed position, as an extension of the latter up to the desired diameter, in order to ensure the discharge of the load at the desired annular z8ne, intermediate between the central part and the circumferential part of the blast furnace.
The invention also relates to a device intended to move the lower bell, and comprising two separate lifting mechanisms, one of which performs the displacement of the lower bell and its positioning relative to the fixed load distributors, while the another acts on this lower bell to make it accompany the upward movement of the upper bell above the lower opening of the loading hopper with a view to introducing the load into the central part of the blast furnace.
In order to prevent any entry of gas from the blast furnace, carrying dust, into the space between the lifting rods of the bells, tubular and concentrically mounted, the invention also envisages a device provided with a tubular connection at the upper part. free spaces in and between the lifting rods, to send a purified cold gas there, which descends and then enters the blast furnace.
To explain the distribution of the load in the blast furnace, obtained with the loading device previously used, and the distribution made possible by the present invention, reference is made to FIGS. 1 to 4 of the accompanying drawings, which graphically show the permeability of the gas charge in the different zones of the cross section of the blast furnace.
The permeability is represented by the vertical axis, while the horizontal axis represents the diameter of the blast furnace.
Figure 1 shows how the gas permeability increases from the walls of the blast furnace towards the center, as the charge is discharged along the walls. FIG. 2 shows the decrease in gas permeability of the walls of the blast furnace towards its center, when the charge is discharged into the central part thereof. Figure 3 shows the variation of the permeability when the load is discharged alternately at the center and at the circumference of the blast furnace, It will be noted that, in these three cases, the gas permeability is far from being regular, which will have for resulting in an uneconomical and uneven metallurgical process.
To overcome these drawbacks, the present invention proposes to use two, or more, annular load distributors, described above, so that the introduction of the load into the blast furnace can take place not only near the walls. and in the center, but also in a desired number of intermediate annular zones located between the walls and the center.
<Desc / Clms Page number 3>
being from the blast furnace. By using two of these load distributors in the blast furnace, one of which is concentric with the other but spaced apart from the latter, a much more uniform and therefore more satisfactory load distribution is obtained than previously.
Figure 4 shows how the gas permeability varies in this case. It will be noted that a practically constant gas permeability is thus obtained in all parts of the blast furnace, unlike the results obtained in the case of Figures 1 to 30.
Figures 5 to 12 show a charging apparatus established according to the invention.
Figures 5, 6, 7 and 8 show the loading hoppers, the loading apparatus and the upper part of the blast furnace, in longitudinal section, with the bells in four different operating positions. FIG. 9 represents a detail of FIG. 5 on a larger scale.
Figure 10 is a section taken along the line X-X of Figure 5. Figures
11 and 12 show, also on a larger scale, a detail of Fig. 5, in vertical section and from above, respectively,
The blast furnace tank is indicated at A, the lower hopper of the loading device is indicated at B and its upper hopper at C.
The charge, in the example shown, is brought to the blast furnace by means of a wagon 1. After introducing a sufficient quantity of raw material into the hopper C, which is shown rotatably mounted on rollers 2, the conical bell 3 is lowered. In the embodiment shown in the drawing, this movement is carried out by means of a compressed air cylinder 4, two pulleys 5 provided with a counterweight 6, a cable 34 and a tubular suspension rod 7. The load thus flows from hopper C into hopper B, after which hopper C is closed again by raising the bell 3 until the latter butts against the lower edge of hopper C.
The charge is then emptied from hopper B into tank A. In the embodiment shown, this discharge can take place in three different ways. The lower bell 9 supported by a hollow rod 28 can be lowered as shown in Figure 6, so as to close the central opening of the conical, outer load distributor 14, then the bell 8 is raised. The load 10 slides. then annularly in the blast furnace through the space between the lower cylindrical part of the load distributor 14 and an annular gasket 12 arranged along the uppermost part of the wall 11 of the blast furnace, and serving to protect this wear wall. In this way a ciconferential loading is obtained.
If the bell 9 is lowered further, as shown in FIG. 7, so as to close the opening of the internal conical distribution cage 15, the load 10 descends into the annular space located between the load distributor 14 and the distributor 15 arranged therein. An intermediate annular loading is thus obtained. By maintaining the lower bell 9 inside the hopper B, according to figure 5, and by raising the two bells together, as shown in figure 8, a central loading is obtained because the load 10 then falls vertically, at through the central orifices of the two distribution cages 14 and 15, in the central part of the blast furnace.
The bell 9 is provided with fins 17 and the distributor 14 comprises fins 18, serving to guide the sliding of the load radially and externally in the blast furnace.
FIG. 9 shows in detail how the bell 8 engages the lower wall 19 of the hopper B to form a gas-tight seal, as well as the way in which the bell 9 fits into the bell 8. It will also be noted, according to this figure, that the bell 9 can pass through the lower opening of the hopper B.
The load distributor 14 is fixed and supported, for example,
<Desc / Clms Page number 4>
by a number of rods 16. The load distributor 15 is. connected to the distributor 14 by means of a number of spokes 20. The gas outlet tubes are shown at 13, and the reference 21 designates a manhole closure and a safety orifice of the hopper B.
In the embodiment shown, the bell 8 is actuated by means of a compressed air tank 22, four pulleys 23, two cables 35 and the tubular lifting rod 24 located inside the rod. bell lift 7 3.
The bell 9 is actuated by means of two lifting devices, one of which consists of a compressed air cylinder 25 and the other of a mechanically driven helical gear 26 and a worm 27. The compressed air cylinder 25 serves in moving the bell 9 from the position shown in Figure 5 to that shown in Figure 6, this cylinder 25 being capable, by means of the piston 33 connected to the lifting rod 28, of lifting the bell 9 only but not the bell 8 The adjustment and arrangement of the bell 9 to the position shown in FIG. 7 is obtained by the helical gear 26 and the worm 27,
because the cylinder 25 is mounted on the worm 27 by means of an arm 31. In order to bring the bell 9 to the positions corresponding to FIGS. 6 and 7, the supply of compressed air to the cylinder 25 is stopped by closing the valve 32 ,
The operation of the device regulating the stroke of the bell 9 between these various positions can be carried out manually, or preferably automatically.
The lifting movement of the piston 33 relative to the worm gear 26 acts on the lifting rod 28 by means of two cables 37 passing over four pulleys 36.
A pipe connector 29 sends a jet of cold clean gas into the tubular lifting rods 24 and 28. The passage of gas through the inner rod 28 is effected through the holes 30 of which its wall is pierced.
To move the pistons 4, 22 and 25, it is possible to use, instead of compressed air, a pressurized liquid,
In figure 5 is indicated a thermostat 38 which, when a certain temperature is reached, actuates a contact 39. Electrical conductors 40 connected to an electrical apparatus of known type can be connected to the control device of the blowers in order to reduce or to reduce. completely shut off the air supply in the event that the temperature in the upper part of the blast furnace rises to a degree liable to damage the charging apparatus.