CA2070506A1 - Dispositif de refroidissement d'une goulotte de distribution d'une installation de chargement d'un four a cuve - Google Patents
Dispositif de refroidissement d'une goulotte de distribution d'une installation de chargement d'un four a cuveInfo
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Abstract
On propose un dispositif de refroidissement d'une goulotte de distribution d'une installation de chargement d'un four à cuve. Cette installation comprend un canal d'alimentation (46), une virole (48) et une cage (36) rotatives, un boîtier extérieur fixe (42), une goulotte de distribution (30) montée de manière pivotante dans la cage rotative (36), un moyen d'entraînement pour faire tourner, en bloc, la virole (48) et la cage (36) autour de l'axe vertical du canal (46) et deux carters d'entraînement (38, 40) agissant sur des arbres de suspension (32, 34) de la goulotte (30) pour pivoter autour d'un axe horizontal. Un bac annulaire (50) d'alimentation en fluide de refroidissement est fixé sur le bord supérieur de la virole rotative (48). La goulotte de distribution (30) comporte un circuit de refroidissement de la surface inférieure de sa carcasse et est relié directement, à travers des canaux traversant axialement les arbres de suspension (32, 34) de la goulotte (30) et des raccords rotatifs au bac annulaire (50).
Description
2 0 ~ 6 DISPOSITIF DE REFROIDISSE;~'ENT D' UNE GOULOTTE DF:
D:l STRIBUT N D ' UNE INSTALLATI(:)N DE CHARG~IENT
D ' UN FOUR A CUVE
La présente invention concerne un dispositif derefroi.dissement d'une goulotte de distribution d'une installatio~ de chargement d'un four à cuve, comprenant un canal d'allmentation fixe disposé verticalement dans le centre de la tëte du four, une virole rotative montée coaxialement autour dudit canal d'alimentation, un boîtier : 10 extérieur fixe monté coaxialement à l'extérieur de ladite virole et délimitant latéralement avec celle-ci une chambre sensiblement annulaire, cette chambre étant séparée, de l'intérieur du four au moyen d'une cage solidaire de la virole rotative, une goulotte de distribution montée de manière pivotante dans la cage rotative, un moyen d'entraînement pour faire tourner, en bloc, la virole et la cage autour de l'axe vertical du four et du canal d'alimentation, deux carters d'entraînement disposés : diamétralement opposés dans ladite chambre et gravitant avec la cage rotative autour de l'axe vertical, ces carters agissant sur les arbres de susF~ension de la goulotte pour provoq_~r le pivotement de celle-ci; un bac annulaire d'alimentation fixé sur le bo:rd supérieur de la virole .otative et dont les parois concentriques extérieure et intérieure glissent dans un plateau fixe supérieur traversé
par au moins une conduite d'admission d'un fluide de : refroidissement alimentant le bac annulaire.
Une installation de chargement de ce genre est décrite dans le brevet US-A-3,880,302. Il s'agit, en l'occurrence, de l'installation de chargement sans cloches la plus répandue actuellement dans le monde, autrement dit, celle qui remplit le mieux les conditions extrêmement difficiles ~ dans lesquelles doit opérer une telle installation, notamment à cause des températures élevées et de l'atmosphère chargée de poussières corrosives et abrasives.
' ;
: - ' '`'' : ~ ' :
20~06 Pour so~lager les pièces les plus sollicitées on a prévu initialement dans les installations de chargement de ce genre, une circulation, non contrôlée, d'un gaz inerte 50US pression et refroidi dans la chambre annulaire. Cette circulation possède une double fonction, à savoir le refroidissement des pièces immergées par le gaz de refroidissement et l'empêchement de la pénétration des poussières abrasives dans la chambre annulaire par le courant à contresens de gaz inerte dirigé vers l'intérieur du four à travers les labyrinthes séparant les éléments fixes des éléments rotatives.
Plus récemment (voir le document EP-B1-0 116 142) on a proposé de remplacer le système de refroidissement par immersion non contrôlée d'un gaz inerte par un refroidissement à eau consistant à refroidir, notamment la cage rotative au moyen de serpentins de refroidissement. Ce refroidissement protège directement la paroi de la cage rotative et réduit la transmission, soit par conduction soit par rayonnement, de la chaleur à d'autres pièce~, comme par exemple aux roulements et engrenages.
Jusqu'à présent on n'avait pas prévu de refroidir également la goulotte de distribution. L'une des raisons est qu'il n'y avait pa5, jusqu'à présent, un besoin pressant de refroidissement de la goulotte étant donné que les températures opérationnelles des hauts fourneaux et les systèmes de refroidissement mentionnés ci-dessus du dispositif d'entraînement permettaient une opération satisfaisante de la goulotte sans nécessiter de refroidissement direct. Toutefois, la situation a changé
ces derniers temps par la mise en oeuvre des procédés d'injection de charbon en poudre, en remplacement des ; rombustibles classiques dérivés du pétrole. L'utilisation de ces combustibles solides se traduit par une augmentation de la température dans la région centrale du four, avec des poussées pouvant dépasser 1000C au-dessus de la surface de chargement. Ces températures élevées diminuent la
D:l STRIBUT N D ' UNE INSTALLATI(:)N DE CHARG~IENT
D ' UN FOUR A CUVE
La présente invention concerne un dispositif derefroi.dissement d'une goulotte de distribution d'une installatio~ de chargement d'un four à cuve, comprenant un canal d'allmentation fixe disposé verticalement dans le centre de la tëte du four, une virole rotative montée coaxialement autour dudit canal d'alimentation, un boîtier : 10 extérieur fixe monté coaxialement à l'extérieur de ladite virole et délimitant latéralement avec celle-ci une chambre sensiblement annulaire, cette chambre étant séparée, de l'intérieur du four au moyen d'une cage solidaire de la virole rotative, une goulotte de distribution montée de manière pivotante dans la cage rotative, un moyen d'entraînement pour faire tourner, en bloc, la virole et la cage autour de l'axe vertical du four et du canal d'alimentation, deux carters d'entraînement disposés : diamétralement opposés dans ladite chambre et gravitant avec la cage rotative autour de l'axe vertical, ces carters agissant sur les arbres de susF~ension de la goulotte pour provoq_~r le pivotement de celle-ci; un bac annulaire d'alimentation fixé sur le bo:rd supérieur de la virole .otative et dont les parois concentriques extérieure et intérieure glissent dans un plateau fixe supérieur traversé
par au moins une conduite d'admission d'un fluide de : refroidissement alimentant le bac annulaire.
Une installation de chargement de ce genre est décrite dans le brevet US-A-3,880,302. Il s'agit, en l'occurrence, de l'installation de chargement sans cloches la plus répandue actuellement dans le monde, autrement dit, celle qui remplit le mieux les conditions extrêmement difficiles ~ dans lesquelles doit opérer une telle installation, notamment à cause des températures élevées et de l'atmosphère chargée de poussières corrosives et abrasives.
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20~06 Pour so~lager les pièces les plus sollicitées on a prévu initialement dans les installations de chargement de ce genre, une circulation, non contrôlée, d'un gaz inerte 50US pression et refroidi dans la chambre annulaire. Cette circulation possède une double fonction, à savoir le refroidissement des pièces immergées par le gaz de refroidissement et l'empêchement de la pénétration des poussières abrasives dans la chambre annulaire par le courant à contresens de gaz inerte dirigé vers l'intérieur du four à travers les labyrinthes séparant les éléments fixes des éléments rotatives.
Plus récemment (voir le document EP-B1-0 116 142) on a proposé de remplacer le système de refroidissement par immersion non contrôlée d'un gaz inerte par un refroidissement à eau consistant à refroidir, notamment la cage rotative au moyen de serpentins de refroidissement. Ce refroidissement protège directement la paroi de la cage rotative et réduit la transmission, soit par conduction soit par rayonnement, de la chaleur à d'autres pièce~, comme par exemple aux roulements et engrenages.
Jusqu'à présent on n'avait pas prévu de refroidir également la goulotte de distribution. L'une des raisons est qu'il n'y avait pa5, jusqu'à présent, un besoin pressant de refroidissement de la goulotte étant donné que les températures opérationnelles des hauts fourneaux et les systèmes de refroidissement mentionnés ci-dessus du dispositif d'entraînement permettaient une opération satisfaisante de la goulotte sans nécessiter de refroidissement direct. Toutefois, la situation a changé
ces derniers temps par la mise en oeuvre des procédés d'injection de charbon en poudre, en remplacement des ; rombustibles classiques dérivés du pétrole. L'utilisation de ces combustibles solides se traduit par une augmentation de la température dans la région centrale du four, avec des poussées pouvant dépasser 1000C au-dessus de la surface de chargement. Ces températures élevées diminuent la
3 2~7~
résistance des plaques anti-usure de protection de la goulotte, ce qui se traduit par une augmentation de la fréquence d'entretie~ et de remplacement et par une diminution de la résistance mécanique de la goulotte.
Certes, le brevet GB-1,487,527 propose une goulotte de distribution à double paroi prévue pour un refroidissement.
Cette proposition de refroidissement était destinée à être effectuée dans le cadre du refroidissement par immersion en reliant le circuit de refroidissement de la goulotte à
travers les axes de suspension de celle-ci à la chambre annulaire dans laquelle etait injecté le gaz inerte et dans le but que celui-ci puisse se propager jusque dans la goulotte. Toutefois cette proposition ne permet pas un refroidissement efficace de la goulotte étant donné que le gaz inerte ne pénètre que de façon aléatoire dans le circuit de refroidissement de la goulotte, au gré de la résistance qui s'offre à son passage. Pour etre efficace, il faudrait déjà augmenter la pression du gaz inerte à
l'intérieur du boîtier, mais une telle augmentation de la pression provoquerait des fuites importantes de gaz à
travers les labyrin~hes prévus pour le contenir et donc une consommation exagérée de gaz.
Le but de la présente invention est de prévoir un refroidissement contrôlé et canalise d'une goulotte de distribution dans une installat:ion du genre décrit dans le préambule.
Pour atteindre cet objectif, le dispositif proposé par l'invention est essentiellement caractérisé en ce que la goulotte de distribution comporte un circuit de refroidissement de la surface inférieure de sa carcasse et qui est relié directement à travers des canaux traversant axialement les arbres de suspension de la goulotte et des raccords rotatifs au bac annulaire.
Selon un premier mode de réalisation, le fluide de refroidissement est un gaz inerte auquel on peut ajouter :
, 2~7~
éventuellement de faibles quantités d~eau ou de vapeur d'eau pour augmenter son pouvoir calorifique.
Le circuit de refroidissement de la goulotte peut être constitué par une double parol enveloppant la surface inférieure de la carcasse et divisé par des cloisons longitudinales en compartiments individuels s'ouvrant, à
l'extrémite de la goulotte, v~rs l'intérieur du four.
Le bac annulairP est, de préférence, associé à un joint annulaire fixé au plateau supérieur et pénétrant à
l'intérieur du bac, le joint comprenant des nervures saillantes intérieures et extérieures formant avec les parois intérieures du bac des labyrinthes multiples.
L'invention permet, par consequent, un refroidissement bien visé en canalisant le gaz vers les endroits que l'on souhaite refroidir.
Les passages à travers les arbres de ~uspension de la goulotte peuvent être réalisés à l'aide d'une tu~ulure co-axiale solidaire de l~arbre qu'elle travexse et connectés à
un flanc de la goulotte par l'intermédiaire d'un compensateur et d'un joint rontal. Ceci permet de compenser un certain degré de liberté, nécessaire au~
dilatations, entre la goulotte et ses arbres de suspension.
Au lieu de prévoir un compensateur, il est également possible de prévoir une tubulure mince légèrement ~5 deformable.
Il est é~alement pos~ible d'utiliser comme fluide de refroidissement de l~eau, pouvant pénétrer dans le circuit de la goulotte à travers l'un de ses arbres de suspension et le quitter par l'arbre opposé.
Le circuit de refroidissement à eau de la goulotte pçut comporter un serpentin en forme de U noyé longitudinalement dans une couche réractaire prévue autour de la surface inférieure de la ~oulotte, à l'intérieur d'une enveloppe métallique. Un tel serpentin peut, en outre, comporter des 35 ailettes d'échange thermique s'étendant latéralement de part et d'autre de la paroi de tous les serpentins dans la ,~, , .
207~0~
masse de la couche refractaire. Ces ailettes peuvent être prévues, dans le sens de l'épaisseur, soit entre le serpentin et la carcasse de la goulotte, soit entre le serpentin et l'enveloppe e~térieure, soit au milieu du serpentin et de la couche réfractaire.
Selon un autre mode de réalisation, le circuit de refroidissement de la goulotte comporte deux serpentins séparés, en forme de U s'etendant longitudinalement sous la carcasse de la goulotte et reliés respectivement à deux passages coaxiaux d~entrée et de sortie à travers chacun des arbres de suspension.
`~ Selon un mode de réalisation avantageu~, les deux serpentins en U sont arrangés coaxialement par rapport à
l~axe longitudinal médian de la carcasse et sont traversés, en sens inverse, par 1'eau de refroidissement. Comme dans le cas d-l refroidissement par gaz inerte, les passages à
travers des arbres de suspension peuvent être réalisés par ;des tubulures à parois déformables ou par des compensateurs à soufflets pour maintenir une certaine liberté de mouvement entre la goulotte et se~ arbres de suspension.
D'autres particularités et caractéristiques de l~invention ressortiront de la description détaillée de plusieurs modes de réalisation présentés, ci-dessous, à
titre d'illustration, en référence aux dessins annexés dans 2S lesquels:
la figure 1 réprésente schématiquement un premier mode d'exécution d'un dispositif de refroidissement au gaz d~une goulotte;
la figure 2 représente schématiquement une coupe verticale à travers le bac annulaire d'alimentation;
la figure 3 montre schématiqu~ment une coupe verticale à travers la suspension de la goulotte;
les figures 4 et 5 montrent les détails du circuit de refroidissement de la goulotte;
35la figllre 6 montre un premier mode d'exécution d'un passage a travers un arbre de suspen.sion de la goulotte;
: ~
, ~7~0~
la figure 7 montre schématiquement un deuxième mode d~execution d~un passage à travers l'arhre de suspension de la goulotte;
la figure 8 montre schématiquement un système de refroidissement à eau d~une goulotte; `~
la figure 9 montre schématiquement une coupe verticale à travers la suspension de la goulotte avec un premier mode d~exécution d~un circuit de refroidissement de la goulotte;
les figures 10 et 11 montrent schématiyuement les détails du premier mode d'exécution du circuit de refroidissement dans la goulotte;
les figures 12, 13 et 14 illustrent trois variantes de dispositions d'ailettes attachées au serpentin de refroidissement;
la figure 15 illustre schématiquement une coupe verticale à travers la suspension de la ~oulotte avec un ~ second mode d'e~écution d'un système de refroidissement: à
: eau;
les figures 16 et 17 illustrent schématiquement les details du circuit de refroidissement de la figure 15 dans `~ la goulotte;
les figures 18 et 20 illus~trent schématiquement deux ~ modes d~exécution des passages cle l'eau de refroidissement ~ à travers les arbres de susmention de la goulotte et les ~igures 19 et 21 illustrent deux modes d'exécution à doubles passages coaxiaux de l~eau de refroidissement à
t~avers les arbres de suspension de la goulotte. ::
Sur la figure 1 on a représenté la partie superieure d'une goulotte de distribution 30 dont le mécanisme d'entraînement et de suspension est du type décrit dans le brevet précité US-A-3,880,302 et ne sera décrit, de ce fait, que sommairement, le lecteur voulant bien se reférer au brevet précité pour de plus amples détails.
La goulotte 30 est suspendue par deux arbres de - 35 suspension 32, 34 de manière à pouvoir pivoter autour de l~axe horizontal de ceux-ci. Ces deux arbres sont loges . ' ' ' , :
.
207~5~
dans une cage rotative 36 avec laquelle ils peuvent graviter autour de l'axe verticale O sous l'action de moyens d~entraînement non représentés mais décrits plus en détail dans le brevet précité.
Le pivotement de la goulotte 30 autour de son axe horizontal de suspension est engendré par deux carters 38, 40 gravitant avec la cage 36 et la goulotte 30 autour de : l~a~e vertical o. Le mécanisme d~entraînement et de suspension est contenu dans un boîtier étanche 42 dont le plateau supérieur 44 comporte une ouverture avec un canal 46 d'introduction de la matière de chargement pénétrant coaxialement dans une ~irole rotative 48 faisant partie de ` la cage 36.
Autour de la partie supérieure de la virole 48 est aménagé un bac annulaire S0 dont les parois intérieure (formées par la virole 481 et exterieure glissent dans des rainures correspondantes du plateau fixe 44. Ce bac 50, dont les détails sont représentés sur la figure 2, est un bac alimentant en eau de refroidissement, selon le document EP-B1-0 116 142 des serpentins, non ~ représentés, prévu~ autour de la virole 48 et de la cage `~ rotative 36. Ce liquide de refroidissement est représenté
par la re~érence 52 dans un compartiment au fond du bac annulaire 50.
Conformément à la présente invention, ce bac 50 sert également comme admission d~un gaz inerte de refroidissement qui est expédié par des canalisations 54, 56 ~voir également figure 1) vers des raccords rotatifs 58, 60 prévus sur les arbres 32, 34 de suspension de la goulotte 30.
Le gaz inerte de refroidissement est introduit dans le bac 50 à travers des passages 62 prévus dans le plateau 44.
Pour permettre l'injection du gaz inerte dans le bac 50 sous une certaine pression, sans risque d'une fuite importante vers l'intérieur du boîtier 42 l'intérieur du bac 50 comporte un joint annulaire 64 ~ui est pourvu, sur 2~7~
ses faces intérieure et extérieure de nervures saillantes 66 destin'es à coopérer avec les surfaces intérieure et extérieure du bac 50 pour former un labyrinthe multiple destiné à créer une importante perte de charge pour contenir le ga~ dans le bac 50 sans fuite importante par-dessus ses bords.
Pour améliorer le pouvoir calorifique du gaz inerte et augmenter son pouvoir de refroidissement, il est possible d'injecter dans le gaz, par exemple au niveau du bac annulaire 50 de petites quantités d'eau ou de vapeur d'eau.
La figure 3 montre les détails de la suspension de la goulotte 30 et d'un exemple d'un circuit de refroidissement au gaz. La goulotte peut être du type tel que décrit dans : le brevet GB-1,487,527, c~est-à-dire comporter une carcasse semi-cylindrique 68 garnie interieurement de plaques d'usure non représentées. La carcasse 68 comporte deux crochets latéraux 70, 72 en forme de bec de canard permettant d'être accrochée de fa~on démontable aux arbres : de suspension 32 et 34 et d'être culbutés par ceux~ci autour de l'axe horizontal.
: La partie inférieure de la carcasse 68 est doubl.ée par ~;~ une enveloppe 74 définissant une chambre de refroidissement de la carcasse 68. Cette chambre 74 est, de préerence, divisée longitudinalement, par des cloisons 76 en compartiments individuels 74a, 74b, 74c, 74d s'ou~rant à
: l'extremité de la goulotte 30 vers l'intérieur du four.
- Chacun de ces compartiments est alimenté par deux conduites 78t 80 pre~ues dans la région supérieure de la goulotte 30 du côté intérieur de la carcasse 68 et comprenant, chacune, une section circulaire à l~intérieur de la carcasse 68 et une section longitudinale le long des crochets 70, 72 connectée à des passa~es évoluant axialement à travers les : arbres 32 et 34 et reliés aw~ raccords rotatifs 58, 60.
Le circuit de refroidissement au gaz inerte est bien schématisé sur les figures 3 à 5 au moyen de flèches symbolisant la direction d'écoulement du gaz. Ce circuit 2~7~
assure non seulement un refroidissement efficace de la carcasse 68 de la goulotte, mais également un refroidissement de ses arbres de suspension. Le gaz quittant la goulotte 30 à son extrémité inférieure peut se mélanger à l'intérieur du four au gaz du haut fourneau.
La figure 6 illustre schematiquement un premier mode de réalisation du passage du gaz à travers l'arbre de suspension 32. Selon ce mode de réalisation, une tubulure est montée coaxialement à l~intérieur de l'arbre 32, dont `~ 10 elle est solidaire, mais dont elle peut être dégagée axialement vers la gauche sur la figure. Du côté intérieur, cette tubulure 8~ comporte un compensateur à soufflets 84 qui prend elastiquement appui, par une bague 85, sur le bord extérieur d'une ouverture de passage dans le crochet 70 de la goulotte. Ce compensateur 84 permet une certaine liberté de mouvements entre la goulotte et son arbre de suspension 32, notamment pour compenser les déformations thermiques et 12s imprécisions de fabrication. h'élasticite du compensateur 84 permet, par ailleurs, une étanchéité
suffisante entre le crochet 70 et la tubulure 82, compte tenu du ~ait que la pression du gaz inerte n'est pas très levée.
La figure 7 montre u~ autre mode de réalisation d~un passage à travers un arbre de suspension. Selon le mode de réalisation de la figure 7, la mobilité, assurée par ~e compensateur 84 de la figure 6 est remplacée par un tube 86 a paroi mince légèrement déformable. Ce tube 86 est engag~
;~ coaxialement à travers l'arbre 32 pour pénétrer, avec un degré d'etanchéité suffis~nt, dans une ouverture correspondante du crochet 70.
La figure 8 illustre un mode d'exécution d'un refroidissement à eau de la goulotte 30 à travers un - circuit reliant le bac annulaire 50 a un ou aux deux arbres de suspension de la youlotte en traversant des serpentins à
l'intérieur de celle-ci. Comme le montre la figure 8, l~arbre de suspension 32 est relié au bac 50 par une 2~7~
canalisation 88 à travers un raccord rotatif gO. Cette canalisation 88 comporte, de préférence, un robinet 92 pour permettre la fermeture du circuit de refroidissement lorsqu~on constate une fuite d'eau. Ce robinet 92 peut être constitue par un robinet à manette pivotante qui est actionné à l'aide d'une tige introduite à travers une ouverture 94 dans le boîtier 42, la fermeture étant réalisée automatiquement par la rotation de la manette avec la cage rotative autour de l~axe vertical O du four et sous l'effet d'un renversement par la tige introduite à travers l'ouverture 94. Cette disposition permet d'actionner le - robinet tout en préservant l'étanchéite à l'intérieur du boîtier vis-à-~is de l'extérieur.
Dans le mode de réalisation représente par la figure 9, l'eau de refroidissement pénètre dans le circuit à travers l'un des raccords rotatifs 96 et ressort par l'Autre raccord 90 après avoir traversé un circuit de refroidissement de la goulotte. L'eau de refroidissement sortant du raccord rotatif 90 retombe dans un collecteur conformément à l'installation proposée dans le document EP-B1-0 116 142.
Les figures 10 et 11 illustrent un premier mode de réalisation d'un circuit de refr.oidissement d'une goulotte pour un système selon la figure 8. Ce circuit de refroidissement comporte essentiellement un serpentin en form~ de U dont les deux branches s'étendent longitudinalement le long de l'extérieur de la carcasse 68 de la goulotte, de part et d'autre de l'axe médian. Ce serpentin 100 est connecté par deux conduites aux axes des arbres de suspension 32, 34 de la goulotte, la circulation de l'eau de refroidissement se faisant dans le sens représenté p~r les flèches sur les figures 9 et 11.
Pour améliorer l'échange thermique, ce serpentin 100 est pourvu, sur toute sa longueur et de chaque côté
d'ailettes 102 en un matériau bon conducteur thermique, tel que du cuivre. Les figures 12 à 14 illustrent différentes 2~7~0~
configurations ou dispositions de ces ailettes. Chacune de ces figures montre, en section, le serpentin de refroidissement 100 qui évolue à travers une couche refractaire 104 prévue autour de la surface extérieure de la carcasse 68 à l'intérieur d'une enveloppe métallique 106. Dans l~ mode de réalisation selon la figure 12, les ailettes de refroidissement 102a sont disposées entre la carcasse 68 et le serpentin 100 et sont directement en contact avec ceux-ci.
Dans le mode de réalisation selon la fi~ure 13 les ailettes 102b s'étendent dans la masse de la couche réfractaire 104, approximativement au centre de llépaisseur de celle-ci et sont soudées de part et d'autre sur le serpentin 100.
Dans le mode de réalisation selon la figure 14 le serpentin 100 evolue entre la carcasse 68 et les ailettes 102c, de manière à former un pont thermique entre les ailettes, dispose du côté de l'enveloppe 106 et la carcasse 68.
Dans le mode de réalisation selon la figure 11 il est évident que, par suite d'un serpentin simple, à sens unique, le côté de la goulotte desservi par l'entrée du circuit est mieux refroidi que :Le côté opposé par lequel l'eau d~ refroidissement quitte la goulotte. Les figures 15 à 17 illustrent un second mode de réalisation avec un double circuit de refroidissement assurant un refroidissement plus uni~orme de la goulotte 30.
Comme le montre plus en détail la figure 17, ce circuit de refroidissement comporte deux serpentins 108, 110 tous les deux évoluant en forme de U dans le sens longitudinal le long de la surface extérieure de la carcasse, le serpentin 110 étant disposé à l'intérieur des deux branches du serpentin 108. La circulation à travers les serpentins 108 et 110 est établie dans le sens de circulation représenté par les flèches, de sorte que chacune des branches desservie par une entrée d'eau de refroidissement 2~7~
se trouve a côte d'une branche par laquelle l'eau quitte le circuit et vice versa, assurant ainsi un refroidissement plus uniforme de la goulotte. Par ailleurs, la présence de deux serpentins de refroidissement augmente la densité de refroidissement de sorte que dans ce mode de réalisation, même 5i c'est possible, il n'est pas necessaire de munir les serpentins d'ailettes de refroidissement et de les noyer dans une couche réfractaire. Par contre, le double circuit de refroidissement nécessite la présence de doubles passages à travers les arbres de suspension 32, 34.
Ces passages à travers les arbres de suspension seront maintenant décrits plus en détail en référence aux figures suivantes, ceci aussi bien pour le mode de réalisation de la figure 9 que celui de la figure 15. ha figure 18 illustre un premier mode de réalisation d'un tel passage pour le circuit simple selon la figure 9. Celui-ci est formé par un tube 112 à paroi mince lé~èrement déformable s'étendant coaxialement à travers un passage de l'arbre de suspension 34, la configuration opposée à travers l'arbre 32 étant identique. Le tube 112 est connecté, du côté
extérieur, directement au raccord rotatif 96 et, du côté
intérieur, est engagé coaxialem~ent dans une ou~erture du serpentin 100 partant du crochet 72 de la goulotte, moyennant interposition d'un joint périphérique 114. La " 25 minceur du tube 112 et le raccord coulissant entre le tube 112 et l'entrée du serpentin 100 permettent un certain degré de mobilité, aussi bien dans le sens axial, que dans un sens perpendiculaire à celui-ci. Il est évident que le tube 112 doit pouvoir être dégagé facilement vers l'extérieur pour permettre le démontage de la goulotte.
La figurs 19 illustre le principe de la fiqure 18 appliqué au mode de réalisation de la fi~ure 15 avec double serpentin. Selon ce mode de réalisation, deux tubes 116 et 118 à paroi mince également déformable sont disposés coaxialement l'un darls l'autre dans le passage à travers l'arbre de suspension 34 et sont connectés, du côté
~7~
extérieur, a un doub:Le raccord rotatif non représenté et, du côté intérieur, engagé coaxialement, moyennant interposition de joints circulaires périphériques, dans des ouvertures des deux serpentins 108 et 110.
La fi~ure 20 illustre un autre mode de réalisation d~un passage à travers l'arbre 34 convenant pour le circuit de refroidissement simple de la figure 9. Selon ce mode de réalisation un tube rigide 120 traverse coaxialement un passage à tr~vers l'arbre 34 et est relié, à l'e~térieur/
au raccord rotati 96. Du coté intérieur le tube 120 est relie par l'intermédiaire d'un compensateur à soufflets 122 à un joint annulaire 124 logé, au niveau du crochet 72 de la goulotte dans une ouverture correspondante du serpentin 100. La liberté de mouvement relati~e entre le tube 120 et la goulotte est donc assuree par le compensateur 122. La particularité de ce mode de réali~ation est la présence de fentes 126 dans le tube 120 qui permettent à l'eau de refroidissement de circuler autour du tube 120 et assurer, de ca fait, un meilleur contact thermique avec l'arbre 34, comparé au mode de réalisation des figures 18 et 19 dans lesquelles l'échange thermique n'est pas aussi ef~icace à
cause de l'espace autour des tubles 112 et 116. Dans le mode : de réalisation de la figure 20 il faut bien entendu prendre les dispositions pour assurer une étanchéité du côté four, ce qui peut être réalisé par un joint tori~ue 128 prévu au~our d~une bride du tube 120.
La fi~ure 21 montre le principe du dispositif selon la figure 20 appliqué au double serpentin du circuit de reroidissement de la figure 15. Un tube 130 correspondant exactement au tube 120 de la figure 20 traverse coaxialement l'arbre 34 et communique, de façon étanche, avec le serpentin 108. Ce tube permet l'écoulement de l'eau de refroidissement au contact de l'arbre 34 et contribue a un meilleur refroidissement de celui-ci. Ce tube 130 est toutefois traversé coaxialement par un 5econd tube 132 permettant l'écoulement de l'eau de refroidissement en ' , . ~ .
2 0 7 ~
provenance du serpentin 110 auquel il est relié par l'intermédiaire d'un joint périphérique.
:
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résistance des plaques anti-usure de protection de la goulotte, ce qui se traduit par une augmentation de la fréquence d'entretie~ et de remplacement et par une diminution de la résistance mécanique de la goulotte.
Certes, le brevet GB-1,487,527 propose une goulotte de distribution à double paroi prévue pour un refroidissement.
Cette proposition de refroidissement était destinée à être effectuée dans le cadre du refroidissement par immersion en reliant le circuit de refroidissement de la goulotte à
travers les axes de suspension de celle-ci à la chambre annulaire dans laquelle etait injecté le gaz inerte et dans le but que celui-ci puisse se propager jusque dans la goulotte. Toutefois cette proposition ne permet pas un refroidissement efficace de la goulotte étant donné que le gaz inerte ne pénètre que de façon aléatoire dans le circuit de refroidissement de la goulotte, au gré de la résistance qui s'offre à son passage. Pour etre efficace, il faudrait déjà augmenter la pression du gaz inerte à
l'intérieur du boîtier, mais une telle augmentation de la pression provoquerait des fuites importantes de gaz à
travers les labyrin~hes prévus pour le contenir et donc une consommation exagérée de gaz.
Le but de la présente invention est de prévoir un refroidissement contrôlé et canalise d'une goulotte de distribution dans une installat:ion du genre décrit dans le préambule.
Pour atteindre cet objectif, le dispositif proposé par l'invention est essentiellement caractérisé en ce que la goulotte de distribution comporte un circuit de refroidissement de la surface inférieure de sa carcasse et qui est relié directement à travers des canaux traversant axialement les arbres de suspension de la goulotte et des raccords rotatifs au bac annulaire.
Selon un premier mode de réalisation, le fluide de refroidissement est un gaz inerte auquel on peut ajouter :
, 2~7~
éventuellement de faibles quantités d~eau ou de vapeur d'eau pour augmenter son pouvoir calorifique.
Le circuit de refroidissement de la goulotte peut être constitué par une double parol enveloppant la surface inférieure de la carcasse et divisé par des cloisons longitudinales en compartiments individuels s'ouvrant, à
l'extrémite de la goulotte, v~rs l'intérieur du four.
Le bac annulairP est, de préférence, associé à un joint annulaire fixé au plateau supérieur et pénétrant à
l'intérieur du bac, le joint comprenant des nervures saillantes intérieures et extérieures formant avec les parois intérieures du bac des labyrinthes multiples.
L'invention permet, par consequent, un refroidissement bien visé en canalisant le gaz vers les endroits que l'on souhaite refroidir.
Les passages à travers les arbres de ~uspension de la goulotte peuvent être réalisés à l'aide d'une tu~ulure co-axiale solidaire de l~arbre qu'elle travexse et connectés à
un flanc de la goulotte par l'intermédiaire d'un compensateur et d'un joint rontal. Ceci permet de compenser un certain degré de liberté, nécessaire au~
dilatations, entre la goulotte et ses arbres de suspension.
Au lieu de prévoir un compensateur, il est également possible de prévoir une tubulure mince légèrement ~5 deformable.
Il est é~alement pos~ible d'utiliser comme fluide de refroidissement de l~eau, pouvant pénétrer dans le circuit de la goulotte à travers l'un de ses arbres de suspension et le quitter par l'arbre opposé.
Le circuit de refroidissement à eau de la goulotte pçut comporter un serpentin en forme de U noyé longitudinalement dans une couche réractaire prévue autour de la surface inférieure de la ~oulotte, à l'intérieur d'une enveloppe métallique. Un tel serpentin peut, en outre, comporter des 35 ailettes d'échange thermique s'étendant latéralement de part et d'autre de la paroi de tous les serpentins dans la ,~, , .
207~0~
masse de la couche refractaire. Ces ailettes peuvent être prévues, dans le sens de l'épaisseur, soit entre le serpentin et la carcasse de la goulotte, soit entre le serpentin et l'enveloppe e~térieure, soit au milieu du serpentin et de la couche réfractaire.
Selon un autre mode de réalisation, le circuit de refroidissement de la goulotte comporte deux serpentins séparés, en forme de U s'etendant longitudinalement sous la carcasse de la goulotte et reliés respectivement à deux passages coaxiaux d~entrée et de sortie à travers chacun des arbres de suspension.
`~ Selon un mode de réalisation avantageu~, les deux serpentins en U sont arrangés coaxialement par rapport à
l~axe longitudinal médian de la carcasse et sont traversés, en sens inverse, par 1'eau de refroidissement. Comme dans le cas d-l refroidissement par gaz inerte, les passages à
travers des arbres de suspension peuvent être réalisés par ;des tubulures à parois déformables ou par des compensateurs à soufflets pour maintenir une certaine liberté de mouvement entre la goulotte et se~ arbres de suspension.
D'autres particularités et caractéristiques de l~invention ressortiront de la description détaillée de plusieurs modes de réalisation présentés, ci-dessous, à
titre d'illustration, en référence aux dessins annexés dans 2S lesquels:
la figure 1 réprésente schématiquement un premier mode d'exécution d'un dispositif de refroidissement au gaz d~une goulotte;
la figure 2 représente schématiquement une coupe verticale à travers le bac annulaire d'alimentation;
la figure 3 montre schématiqu~ment une coupe verticale à travers la suspension de la goulotte;
les figures 4 et 5 montrent les détails du circuit de refroidissement de la goulotte;
35la figllre 6 montre un premier mode d'exécution d'un passage a travers un arbre de suspen.sion de la goulotte;
: ~
, ~7~0~
la figure 7 montre schématiquement un deuxième mode d~execution d~un passage à travers l'arhre de suspension de la goulotte;
la figure 8 montre schématiquement un système de refroidissement à eau d~une goulotte; `~
la figure 9 montre schématiquement une coupe verticale à travers la suspension de la goulotte avec un premier mode d~exécution d~un circuit de refroidissement de la goulotte;
les figures 10 et 11 montrent schématiyuement les détails du premier mode d'exécution du circuit de refroidissement dans la goulotte;
les figures 12, 13 et 14 illustrent trois variantes de dispositions d'ailettes attachées au serpentin de refroidissement;
la figure 15 illustre schématiquement une coupe verticale à travers la suspension de la ~oulotte avec un ~ second mode d'e~écution d'un système de refroidissement: à
: eau;
les figures 16 et 17 illustrent schématiquement les details du circuit de refroidissement de la figure 15 dans `~ la goulotte;
les figures 18 et 20 illus~trent schématiquement deux ~ modes d~exécution des passages cle l'eau de refroidissement ~ à travers les arbres de susmention de la goulotte et les ~igures 19 et 21 illustrent deux modes d'exécution à doubles passages coaxiaux de l~eau de refroidissement à
t~avers les arbres de suspension de la goulotte. ::
Sur la figure 1 on a représenté la partie superieure d'une goulotte de distribution 30 dont le mécanisme d'entraînement et de suspension est du type décrit dans le brevet précité US-A-3,880,302 et ne sera décrit, de ce fait, que sommairement, le lecteur voulant bien se reférer au brevet précité pour de plus amples détails.
La goulotte 30 est suspendue par deux arbres de - 35 suspension 32, 34 de manière à pouvoir pivoter autour de l~axe horizontal de ceux-ci. Ces deux arbres sont loges . ' ' ' , :
.
207~5~
dans une cage rotative 36 avec laquelle ils peuvent graviter autour de l'axe verticale O sous l'action de moyens d~entraînement non représentés mais décrits plus en détail dans le brevet précité.
Le pivotement de la goulotte 30 autour de son axe horizontal de suspension est engendré par deux carters 38, 40 gravitant avec la cage 36 et la goulotte 30 autour de : l~a~e vertical o. Le mécanisme d~entraînement et de suspension est contenu dans un boîtier étanche 42 dont le plateau supérieur 44 comporte une ouverture avec un canal 46 d'introduction de la matière de chargement pénétrant coaxialement dans une ~irole rotative 48 faisant partie de ` la cage 36.
Autour de la partie supérieure de la virole 48 est aménagé un bac annulaire S0 dont les parois intérieure (formées par la virole 481 et exterieure glissent dans des rainures correspondantes du plateau fixe 44. Ce bac 50, dont les détails sont représentés sur la figure 2, est un bac alimentant en eau de refroidissement, selon le document EP-B1-0 116 142 des serpentins, non ~ représentés, prévu~ autour de la virole 48 et de la cage `~ rotative 36. Ce liquide de refroidissement est représenté
par la re~érence 52 dans un compartiment au fond du bac annulaire 50.
Conformément à la présente invention, ce bac 50 sert également comme admission d~un gaz inerte de refroidissement qui est expédié par des canalisations 54, 56 ~voir également figure 1) vers des raccords rotatifs 58, 60 prévus sur les arbres 32, 34 de suspension de la goulotte 30.
Le gaz inerte de refroidissement est introduit dans le bac 50 à travers des passages 62 prévus dans le plateau 44.
Pour permettre l'injection du gaz inerte dans le bac 50 sous une certaine pression, sans risque d'une fuite importante vers l'intérieur du boîtier 42 l'intérieur du bac 50 comporte un joint annulaire 64 ~ui est pourvu, sur 2~7~
ses faces intérieure et extérieure de nervures saillantes 66 destin'es à coopérer avec les surfaces intérieure et extérieure du bac 50 pour former un labyrinthe multiple destiné à créer une importante perte de charge pour contenir le ga~ dans le bac 50 sans fuite importante par-dessus ses bords.
Pour améliorer le pouvoir calorifique du gaz inerte et augmenter son pouvoir de refroidissement, il est possible d'injecter dans le gaz, par exemple au niveau du bac annulaire 50 de petites quantités d'eau ou de vapeur d'eau.
La figure 3 montre les détails de la suspension de la goulotte 30 et d'un exemple d'un circuit de refroidissement au gaz. La goulotte peut être du type tel que décrit dans : le brevet GB-1,487,527, c~est-à-dire comporter une carcasse semi-cylindrique 68 garnie interieurement de plaques d'usure non représentées. La carcasse 68 comporte deux crochets latéraux 70, 72 en forme de bec de canard permettant d'être accrochée de fa~on démontable aux arbres : de suspension 32 et 34 et d'être culbutés par ceux~ci autour de l'axe horizontal.
: La partie inférieure de la carcasse 68 est doubl.ée par ~;~ une enveloppe 74 définissant une chambre de refroidissement de la carcasse 68. Cette chambre 74 est, de préerence, divisée longitudinalement, par des cloisons 76 en compartiments individuels 74a, 74b, 74c, 74d s'ou~rant à
: l'extremité de la goulotte 30 vers l'intérieur du four.
- Chacun de ces compartiments est alimenté par deux conduites 78t 80 pre~ues dans la région supérieure de la goulotte 30 du côté intérieur de la carcasse 68 et comprenant, chacune, une section circulaire à l~intérieur de la carcasse 68 et une section longitudinale le long des crochets 70, 72 connectée à des passa~es évoluant axialement à travers les : arbres 32 et 34 et reliés aw~ raccords rotatifs 58, 60.
Le circuit de refroidissement au gaz inerte est bien schématisé sur les figures 3 à 5 au moyen de flèches symbolisant la direction d'écoulement du gaz. Ce circuit 2~7~
assure non seulement un refroidissement efficace de la carcasse 68 de la goulotte, mais également un refroidissement de ses arbres de suspension. Le gaz quittant la goulotte 30 à son extrémité inférieure peut se mélanger à l'intérieur du four au gaz du haut fourneau.
La figure 6 illustre schematiquement un premier mode de réalisation du passage du gaz à travers l'arbre de suspension 32. Selon ce mode de réalisation, une tubulure est montée coaxialement à l~intérieur de l'arbre 32, dont `~ 10 elle est solidaire, mais dont elle peut être dégagée axialement vers la gauche sur la figure. Du côté intérieur, cette tubulure 8~ comporte un compensateur à soufflets 84 qui prend elastiquement appui, par une bague 85, sur le bord extérieur d'une ouverture de passage dans le crochet 70 de la goulotte. Ce compensateur 84 permet une certaine liberté de mouvements entre la goulotte et son arbre de suspension 32, notamment pour compenser les déformations thermiques et 12s imprécisions de fabrication. h'élasticite du compensateur 84 permet, par ailleurs, une étanchéité
suffisante entre le crochet 70 et la tubulure 82, compte tenu du ~ait que la pression du gaz inerte n'est pas très levée.
La figure 7 montre u~ autre mode de réalisation d~un passage à travers un arbre de suspension. Selon le mode de réalisation de la figure 7, la mobilité, assurée par ~e compensateur 84 de la figure 6 est remplacée par un tube 86 a paroi mince légèrement déformable. Ce tube 86 est engag~
;~ coaxialement à travers l'arbre 32 pour pénétrer, avec un degré d'etanchéité suffis~nt, dans une ouverture correspondante du crochet 70.
La figure 8 illustre un mode d'exécution d'un refroidissement à eau de la goulotte 30 à travers un - circuit reliant le bac annulaire 50 a un ou aux deux arbres de suspension de la youlotte en traversant des serpentins à
l'intérieur de celle-ci. Comme le montre la figure 8, l~arbre de suspension 32 est relié au bac 50 par une 2~7~
canalisation 88 à travers un raccord rotatif gO. Cette canalisation 88 comporte, de préférence, un robinet 92 pour permettre la fermeture du circuit de refroidissement lorsqu~on constate une fuite d'eau. Ce robinet 92 peut être constitue par un robinet à manette pivotante qui est actionné à l'aide d'une tige introduite à travers une ouverture 94 dans le boîtier 42, la fermeture étant réalisée automatiquement par la rotation de la manette avec la cage rotative autour de l~axe vertical O du four et sous l'effet d'un renversement par la tige introduite à travers l'ouverture 94. Cette disposition permet d'actionner le - robinet tout en préservant l'étanchéite à l'intérieur du boîtier vis-à-~is de l'extérieur.
Dans le mode de réalisation représente par la figure 9, l'eau de refroidissement pénètre dans le circuit à travers l'un des raccords rotatifs 96 et ressort par l'Autre raccord 90 après avoir traversé un circuit de refroidissement de la goulotte. L'eau de refroidissement sortant du raccord rotatif 90 retombe dans un collecteur conformément à l'installation proposée dans le document EP-B1-0 116 142.
Les figures 10 et 11 illustrent un premier mode de réalisation d'un circuit de refr.oidissement d'une goulotte pour un système selon la figure 8. Ce circuit de refroidissement comporte essentiellement un serpentin en form~ de U dont les deux branches s'étendent longitudinalement le long de l'extérieur de la carcasse 68 de la goulotte, de part et d'autre de l'axe médian. Ce serpentin 100 est connecté par deux conduites aux axes des arbres de suspension 32, 34 de la goulotte, la circulation de l'eau de refroidissement se faisant dans le sens représenté p~r les flèches sur les figures 9 et 11.
Pour améliorer l'échange thermique, ce serpentin 100 est pourvu, sur toute sa longueur et de chaque côté
d'ailettes 102 en un matériau bon conducteur thermique, tel que du cuivre. Les figures 12 à 14 illustrent différentes 2~7~0~
configurations ou dispositions de ces ailettes. Chacune de ces figures montre, en section, le serpentin de refroidissement 100 qui évolue à travers une couche refractaire 104 prévue autour de la surface extérieure de la carcasse 68 à l'intérieur d'une enveloppe métallique 106. Dans l~ mode de réalisation selon la figure 12, les ailettes de refroidissement 102a sont disposées entre la carcasse 68 et le serpentin 100 et sont directement en contact avec ceux-ci.
Dans le mode de réalisation selon la fi~ure 13 les ailettes 102b s'étendent dans la masse de la couche réfractaire 104, approximativement au centre de llépaisseur de celle-ci et sont soudées de part et d'autre sur le serpentin 100.
Dans le mode de réalisation selon la figure 14 le serpentin 100 evolue entre la carcasse 68 et les ailettes 102c, de manière à former un pont thermique entre les ailettes, dispose du côté de l'enveloppe 106 et la carcasse 68.
Dans le mode de réalisation selon la figure 11 il est évident que, par suite d'un serpentin simple, à sens unique, le côté de la goulotte desservi par l'entrée du circuit est mieux refroidi que :Le côté opposé par lequel l'eau d~ refroidissement quitte la goulotte. Les figures 15 à 17 illustrent un second mode de réalisation avec un double circuit de refroidissement assurant un refroidissement plus uni~orme de la goulotte 30.
Comme le montre plus en détail la figure 17, ce circuit de refroidissement comporte deux serpentins 108, 110 tous les deux évoluant en forme de U dans le sens longitudinal le long de la surface extérieure de la carcasse, le serpentin 110 étant disposé à l'intérieur des deux branches du serpentin 108. La circulation à travers les serpentins 108 et 110 est établie dans le sens de circulation représenté par les flèches, de sorte que chacune des branches desservie par une entrée d'eau de refroidissement 2~7~
se trouve a côte d'une branche par laquelle l'eau quitte le circuit et vice versa, assurant ainsi un refroidissement plus uniforme de la goulotte. Par ailleurs, la présence de deux serpentins de refroidissement augmente la densité de refroidissement de sorte que dans ce mode de réalisation, même 5i c'est possible, il n'est pas necessaire de munir les serpentins d'ailettes de refroidissement et de les noyer dans une couche réfractaire. Par contre, le double circuit de refroidissement nécessite la présence de doubles passages à travers les arbres de suspension 32, 34.
Ces passages à travers les arbres de suspension seront maintenant décrits plus en détail en référence aux figures suivantes, ceci aussi bien pour le mode de réalisation de la figure 9 que celui de la figure 15. ha figure 18 illustre un premier mode de réalisation d'un tel passage pour le circuit simple selon la figure 9. Celui-ci est formé par un tube 112 à paroi mince lé~èrement déformable s'étendant coaxialement à travers un passage de l'arbre de suspension 34, la configuration opposée à travers l'arbre 32 étant identique. Le tube 112 est connecté, du côté
extérieur, directement au raccord rotatif 96 et, du côté
intérieur, est engagé coaxialem~ent dans une ou~erture du serpentin 100 partant du crochet 72 de la goulotte, moyennant interposition d'un joint périphérique 114. La " 25 minceur du tube 112 et le raccord coulissant entre le tube 112 et l'entrée du serpentin 100 permettent un certain degré de mobilité, aussi bien dans le sens axial, que dans un sens perpendiculaire à celui-ci. Il est évident que le tube 112 doit pouvoir être dégagé facilement vers l'extérieur pour permettre le démontage de la goulotte.
La figurs 19 illustre le principe de la fiqure 18 appliqué au mode de réalisation de la fi~ure 15 avec double serpentin. Selon ce mode de réalisation, deux tubes 116 et 118 à paroi mince également déformable sont disposés coaxialement l'un darls l'autre dans le passage à travers l'arbre de suspension 34 et sont connectés, du côté
~7~
extérieur, a un doub:Le raccord rotatif non représenté et, du côté intérieur, engagé coaxialement, moyennant interposition de joints circulaires périphériques, dans des ouvertures des deux serpentins 108 et 110.
La fi~ure 20 illustre un autre mode de réalisation d~un passage à travers l'arbre 34 convenant pour le circuit de refroidissement simple de la figure 9. Selon ce mode de réalisation un tube rigide 120 traverse coaxialement un passage à tr~vers l'arbre 34 et est relié, à l'e~térieur/
au raccord rotati 96. Du coté intérieur le tube 120 est relie par l'intermédiaire d'un compensateur à soufflets 122 à un joint annulaire 124 logé, au niveau du crochet 72 de la goulotte dans une ouverture correspondante du serpentin 100. La liberté de mouvement relati~e entre le tube 120 et la goulotte est donc assuree par le compensateur 122. La particularité de ce mode de réali~ation est la présence de fentes 126 dans le tube 120 qui permettent à l'eau de refroidissement de circuler autour du tube 120 et assurer, de ca fait, un meilleur contact thermique avec l'arbre 34, comparé au mode de réalisation des figures 18 et 19 dans lesquelles l'échange thermique n'est pas aussi ef~icace à
cause de l'espace autour des tubles 112 et 116. Dans le mode : de réalisation de la figure 20 il faut bien entendu prendre les dispositions pour assurer une étanchéité du côté four, ce qui peut être réalisé par un joint tori~ue 128 prévu au~our d~une bride du tube 120.
La fi~ure 21 montre le principe du dispositif selon la figure 20 appliqué au double serpentin du circuit de reroidissement de la figure 15. Un tube 130 correspondant exactement au tube 120 de la figure 20 traverse coaxialement l'arbre 34 et communique, de façon étanche, avec le serpentin 108. Ce tube permet l'écoulement de l'eau de refroidissement au contact de l'arbre 34 et contribue a un meilleur refroidissement de celui-ci. Ce tube 130 est toutefois traversé coaxialement par un 5econd tube 132 permettant l'écoulement de l'eau de refroidissement en ' , . ~ .
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provenance du serpentin 110 auquel il est relié par l'intermédiaire d'un joint périphérique.
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Claims (19)
1. Dispositif de refroidissement d'une goulotte de distribution d'une installation de chargement d'un four à
cuve comprenant un canal fixe (46) d'introduction de la matière disposé verticalement dans le centre de la tête du four, une virole rotative (48) montée coaxialement autour dudit canal d'alimentation (46), un boîtier extérieur fixe (42) monté coaxialement à l'extérieur de ladite virole (48) et délimitant latéralement avec celle-ci une chambre sensiblement annulaire, cette chambre étant séparée de l'intérieur du four au moyen d'une cage (36) solidaire de la virole rotative (48), une goulotte de distribution (30) montée de manière pivotante dans la cage rotative (36), un moyen d'entraînement pour faire tourner, en bloc, la virole (48) et la cage (36) autour de l'axe vertical du four et du canal (46), deux carters d'entraînement (38, 40) disposés diamétralement opposés dans ladite chambre et gravitant avec la cage rotative (36) autour de l'axe vertical, ces carters (38, 40) agissant sur les arbres de suspension (32, 34) de la goulotte (30) pour provoquer le pivotement de celle-ci autour d'un axe horizontal, un bac annulaire (50) d'alimentation fixé sur le bord supérieur de la virole rotative (48) et dont les parois concentriques extérieure et intérieure glissent dans un plateau fixe supérieur (44) traversé par au moins une conduite d'admission d'un fluide de refroidissement alimentant le bac annulaire (50), caractérisé en ce que la goulotte de distribution (30) comporte un circuit de refroidissement de la surface inférieure de sa carcasse et qui est relié directement, à
travers des canaux traversant axialement les arbres de suspension (32, 34) de la goulotte (30) et des raccords rotatifs au bac annulaire (50).
cuve comprenant un canal fixe (46) d'introduction de la matière disposé verticalement dans le centre de la tête du four, une virole rotative (48) montée coaxialement autour dudit canal d'alimentation (46), un boîtier extérieur fixe (42) monté coaxialement à l'extérieur de ladite virole (48) et délimitant latéralement avec celle-ci une chambre sensiblement annulaire, cette chambre étant séparée de l'intérieur du four au moyen d'une cage (36) solidaire de la virole rotative (48), une goulotte de distribution (30) montée de manière pivotante dans la cage rotative (36), un moyen d'entraînement pour faire tourner, en bloc, la virole (48) et la cage (36) autour de l'axe vertical du four et du canal (46), deux carters d'entraînement (38, 40) disposés diamétralement opposés dans ladite chambre et gravitant avec la cage rotative (36) autour de l'axe vertical, ces carters (38, 40) agissant sur les arbres de suspension (32, 34) de la goulotte (30) pour provoquer le pivotement de celle-ci autour d'un axe horizontal, un bac annulaire (50) d'alimentation fixé sur le bord supérieur de la virole rotative (48) et dont les parois concentriques extérieure et intérieure glissent dans un plateau fixe supérieur (44) traversé par au moins une conduite d'admission d'un fluide de refroidissement alimentant le bac annulaire (50), caractérisé en ce que la goulotte de distribution (30) comporte un circuit de refroidissement de la surface inférieure de sa carcasse et qui est relié directement, à
travers des canaux traversant axialement les arbres de suspension (32, 34) de la goulotte (30) et des raccords rotatifs au bac annulaire (50).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide de refroidissement est un gaz inerte.
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de refroidissement de la goulotte (30) est constitué par une double paroi enveloppant la surface inférieure de la carcasse (68) de la goulotte et divisé par des cloisons longitudinales (76) en compartiments individuels (74a, 74b, 74c, 74d) s'ouvrant, à l'extrémité
de la goulotte (30) vers l'intérieur du four.
de la goulotte (30) vers l'intérieur du four.
4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par un joint annulaire (64) fixé au plateau supérieur (44) et pénétrant à l'intérieur du bac annulaire (50), le joint comprenant des nervures saillantes (66) extérieures et intérieures formant avec les parois intérieures du bac (50) des labyrinthes multiples.
5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque passage à travers les arbres (32, 34) de suspension de la goulotte (30) est réalisé à l'aide d'une tubulure coaxiale (82) solidaire de l'arbre qu'elle traverse mais degageable de celui-ci et connecté à un flanc (70) de la goulotte (30) par l'intermédiaire d'un compensateur (84) et d'un joint frontal.
6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque passage à travers les arbres (32, 34) de suspension de la goulotte (30) est réalisé à l'aide d'une tubulure (86) mince, légèrement déformable, solidaire de l'arbre qu'elle traverse, mais dégageable de celui-ci et engagé dans une ouverture correspondante du flanc de la goulotte (30).
7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide de refroidissement est de l'eau.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'eau de refroidissement pénètre dans le circuit de la goulotte (30) à travers l'un de ces arbres de suspension (32, 34) de la goulotte (30) et le quitte par l'arbre opposé (34, 32).
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le circuit de refroidissement comporte un serpentin (100) en forme de U noyé longitudinalement dans une couche réfractaire (104) prévue autour de la surface inférieure de la carcasse (68) de la goulotte, à l'intérieur d'une enveloppe métallique (106).
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le serpentin (100) comporte des ailettes d'échange thermique (102) s'étendant latéralement de part et d'autre de la paroi de tout le serpentin (100) dans la masse de la couche réfractaire (104).
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé
en ce que les ailettes (102a) sont prévues, dans le sens de l'épaisseur, entre le serpentin (100) et la carcasse (68) de la goulotte avec lesquels il forme contact thermique.
en ce que les ailettes (102a) sont prévues, dans le sens de l'épaisseur, entre le serpentin (100) et la carcasse (68) de la goulotte avec lesquels il forme contact thermique.
12. Dispositif selon la revendication (10), caractérisé
en ce que les ailettes (102b) sont prévues, dans le sens de l'épaisseur, au milieu du serpentin (100) et de la couche réfractaire (104).
en ce que les ailettes (102b) sont prévues, dans le sens de l'épaisseur, au milieu du serpentin (100) et de la couche réfractaire (104).
13. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé
en ce que les ailettes (102c) sont prévues, dans le sens de l'épaisseur, entre le serpentin (100) et l'enveloppe extérieure (106), le serpentin (100) étant en contact thermique avec la carcasse (68) et les ailettes (102c).
en ce que les ailettes (102c) sont prévues, dans le sens de l'épaisseur, entre le serpentin (100) et l'enveloppe extérieure (106), le serpentin (100) étant en contact thermique avec la carcasse (68) et les ailettes (102c).
14. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le circuit de refroidissement de la goulotte comporte deux serpentins séparés (108, 110) en forme de U
s'étendant longitudinalement sous la carcasse (68) de la goulotte (30) et reliés respectivement à deux passages co-axiaux d'entrée et de sortie à travers chacun des arbres de suspension (32, 34).
s'étendant longitudinalement sous la carcasse (68) de la goulotte (30) et reliés respectivement à deux passages co-axiaux d'entrée et de sortie à travers chacun des arbres de suspension (32, 34).
15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé
en ce que les deux serpentins en U (108, 110) sont arrangés coaxialement par rapport à l'axe longitudinal médian de la carcasse (68) et sont traversés en sens inverse par l'eau de refroidissement.
en ce que les deux serpentins en U (108, 110) sont arrangés coaxialement par rapport à l'axe longitudinal médian de la carcasse (68) et sont traversés en sens inverse par l'eau de refroidissement.
16. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque passage à travers les arbres de suspension (32, 34) de la goulotte est réalisé à l'aide d'une tubulure (112) coaxiale à paroi mince légèrement déformable dégageable vers l'extérieur et relié au serpentin (100) par l'intermédiaire d'un joint circulaire (114).
17. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé
en ce que chaque passage à travers les arbres de suspension (32, 34) de la goulotte est réalisé à l'aide de deux tubulures coaxiales (116, 118) à paroi mince légèrement déformable, reliées aux deux serpentins (108, 110) par l'intermédiaire de joints circulaires.
en ce que chaque passage à travers les arbres de suspension (32, 34) de la goulotte est réalisé à l'aide de deux tubulures coaxiales (116, 118) à paroi mince légèrement déformable, reliées aux deux serpentins (108, 110) par l'intermédiaire de joints circulaires.
18. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque passage à travers les arbres de suspension (32, 34) de la goulotte est réalisé à l'aide d'une tubulure reliée au serpentin (100) de la goulotte par l'intermédiaire d'un compensateur (122) et d'un joint (124) et pourvu de fentes longitudinales (122) permettant la sortie de l'eau de refroidissement dans une chambre étanche définie autour du tube (120) par un joint torique (128).
19. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé
en ce que chaque passage à travers les arbres de suspension (32, 34) de la goulotte est réalisé à l'aide d'un tube central (132) relié à l'un des serpentins (110) et traversant coaxialement un second tube (130) connecté à
l'autre serpentin (108) par l'intermédiaire d'un compensateur et d'un joint, ce second tube (130) étant pourvu de fentes longitudinales permettant la sortie de l'eau de refroidissement dans une chambre entourant ce tube et fermée de manière étanche par un joint torique.
en ce que chaque passage à travers les arbres de suspension (32, 34) de la goulotte est réalisé à l'aide d'un tube central (132) relié à l'un des serpentins (110) et traversant coaxialement un second tube (130) connecté à
l'autre serpentin (108) par l'intermédiaire d'un compensateur et d'un joint, ce second tube (130) étant pourvu de fentes longitudinales permettant la sortie de l'eau de refroidissement dans une chambre entourant ce tube et fermée de manière étanche par un joint torique.
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=19731299
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