EP0196487A1 - Apparatus for distributing the charging materials in the storage hopper of a shaft furnace - Google Patents
Apparatus for distributing the charging materials in the storage hopper of a shaft furnace Download PDFInfo
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- F27B1/20—Arrangements of devices for charging
Definitions
- the present invention relates to a device for distributing the loading material in a storage enclosure for the supply of a shaft furnace, said enclosure being provided with an upper opening for filling and with a lower opening for the flow, these two openings being associated with closing valves and / or sealing valves.
- the device proposed is more particularly intended to equip an installation of the type proposed in document EP-A-0062770, that is to say a loading installation known as central supply, in which the storage hopper unloading the loading material on the chute is placed on the axis of the oven.
- a loading installation known as central supply
- the storage hopper unloading the loading material on the chute is placed on the axis of the oven.
- the object of the present invention is to provide an effective device for reducing the segregation of particles in a storage enclosure of a loading installation of a shaft furnace.
- the device according to the invention is characterized by a tube of section at least equal to that of the flow opening mounted coaxially in the enclosure and extending at least over the entire height corresponding to the diameter the higher of the enclosure and in that this tube is provided with an upper horizontal shoulder provided with a series of slots.
- the projections defining the slots preferably have, on the three sides, a rising edge parallel to the wall of the tube.
- FIG. 1 shows the top of an oven 10 in which there is a rotary or oscillating chute 12 for the distribution of the loading material in the oven.
- a frame 14 which supports a storage enclosure 16 and a holding hopper 18, both arranged symmetrically around the axis 0 of the oven.
- the storage enclosure 16 is designed in the form of an airlock and, for this purpose, is equipped with lower sealing valves 20 and upper valves 22 allowing the airlock 16 to be pressurized for loading as well. that its ventilation for its filling.
- the bottom of the airlock 16 is extended by a flow tube 24 controlled by a metering member 26 consisting of two registers in the form of a spherical cap which open and which close symmetrically with respect to the axis 0.
- the loading material is brought to the top of the installation by means of an endless belt which pours it into the holding hopper 18.
- a chute is provided in order to already reduce the segregation at the level of this hopper 18.
- rotary distribution 30 to distribute the material in this hopper.
- an anti-segregation box 32 known per se has been mounted in the hopper on axis 0.
- the upper part of the tube 34 has a horizontal shoulder 38 which is provided with slots 40 and projections 42.
- the projections 42 are further provided on three sides with a rising edge 44.
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif de répartition de la matière de chargement dans une enceinte de stockage pour l'alimentation d'un four à cuve, ladite enceinte étant munie d'une ouverture supérieure pour le remplissage et d'une ouverture inférieure pour l'écoulement, ces deux ouvertures étant associées à des clapets de fermeture et/ou des clapets d'étanchéité.The present invention relates to a device for distributing the loading material in a storage enclosure for the supply of a shaft furnace, said enclosure being provided with an upper opening for filling and with a lower opening for the flow, these two openings being associated with closing valves and / or sealing valves.
Quoique n'y étant pas limité, le dispositif proposé est plus particulièrement destiné à équiper une installation du genre proposé dans le document EP-A-0062770, c'est-à-dire une installation de chargement dite à alimentation centrale, dans laquelle la trémie de stockage déchargeant la matière de chargement sur la goulotte est placée sur l'axe du four. Les installations construites récemment conformément à cette demande de brevet ont démontré que ce genre d'utilisation a permis de résoudre définitivement le problème posé par les chutes obliques de la matière de chargement des installations connues avec deux trémies de stockage juxtaposées opérant en alternance.Although not limited thereto, the device proposed is more particularly intended to equip an installation of the type proposed in document EP-A-0062770, that is to say a loading installation known as central supply, in which the storage hopper unloading the loading material on the chute is placed on the axis of the oven. The installations recently built in accordance with this patent application have demonstrated that this kind of use has made it possible to definitively solve the problem posed by the oblique falls of the loading material of the known installations with two juxtaposed storage hoppers operating alternately.
Si cette nouvelle installation a permis de résoudre un problème connu depuis l'existence des installations de chargement à goulotte rotative, elle souffre néanmoins de l'existence d'un autre problème, constaté depuis un certain temps et dû à la granulométrie de la matière de chargement. En effet, la matière de chargement, qu'il s'agisse des particules de minerai de fer ou de particules de coke, possèdent une granulométrie variable et non uniforme. Or, il a été constate qu'il se produit, lors du remplissage des sas et des trémies de stockage, une ségrégation de la matière de chargement, justement selon cette granulométrie. En outre, ce phénomène de ségrégation est intensifié par l'écoulement. Cette ségrégation résulte de plusieurs facteurs dont les effets se cumulent.If this new installation made it possible to solve a problem known since the existence of the loading installations with rotary chute, it nevertheless suffers from the existence of another problem, noted for some time and due to the granulometry of the material of loading. In fact, the loading material, whether it be iron ore particles or coke particles, has a variable and non-uniform particle size. However, it has been observed that, during the filling of the airlocks and the storage hoppers, segregation of the loading material occurs, precisely according to this particle size. In addition, this segregation phenomenon is intensified by the flow. This segregation results from several factors, the effects of which are cumulative.
L'une des raisons de cette ségrégation est que, lors du remplissage d'une enceinte,il se forme un cône de déversement naturel autour du point de chute. Les particules les plus grosses et plus lourdes ont tendance à dégringoler le long des pentes de ce cône, sous l'influence de leur poids vers les régions périphériques de l'enceinte. Par contre, les particules les plus petites, appelées "fines" ont tendance à rester dans la région centrale du cône de déversement.One of the reasons for this segregation is that, when filling an enclosure, a natural discharge cone is formed around the drop point. The larger and heavier particles tend to tumble along the slopes of this cone, under the influence of their weight towards the peripheral regions of the enclosure. On the other hand, the smallest particles, called "fines" tend to remain in the central region of the discharge cone.
Si, lors du remplissage, il se forme un cône naturel de déversement, par contre lors de l'écoulement, il se produit un phénomène inverse, c.à.d., que les particules dans la région centrale on tendance à s'écouler d'abord et s'enfoncer davantage pour former un niveau d'écoulement en forme de "V".If, during filling, a natural discharge cone is formed, on the other hand during the flow, there is an inverse phenomenon, i.e., that the particles in the central region tend to flow first and sink further to form a "V" shaped flow level.
Outre ce phénomène de remplissage et d'écoulement les fines ont tendance à s'accumuler en plus grosses proportions dans le fond d'une enceinte, étant donné que, à cause de leur taille, elles peuvent glisser entre les particules plus volumineuses. Une troisième raison est que lors de la chute de la matière de chargement dans une enceinte, surtout au début de la phase de remplissage, un certain nombre de plus grosses particules se brisent en plusieurs parties pour former de cette manière, des fines.Besides this phenomenon of filling and flow, the fines tend to accumulate in larger proportions in the bottom of an enclosure, since, because of their size, they can slide between the larger particles. A third reason is that when the loading material falls into an enclosure, especially at the start of the filling phase, a certain number of larger particles break up in several parts to form in this way fines.
L'effet cumulatif de tous ces facteurs est que, lors de la phase initiale de l'écoulement de la matière de chargement de l'enceinte, la proportion de fines est beaucoup plus grande que vers la fin de l'écoulement où la proportion des particules plus volumineuses devient plus grande. Il en résulte que, si l'on utilise le contenu d'une enceinte pour déposer une couche sur toute la surface supérieure de chargement, et si, à cet effet, on décrit, au moyen de la goulotte rotative, une spirale ou des cercles concentriques de l'extérieur vers la région centrale, la concentration en fines est beaucoup plus élevée dans les régions périphériques que dans la région centrale autour de l'axe vertical du four. Or ceci ne correspond pas toujours au voeu des sidérurgistes.The cumulative effect of all these factors is that, during the initial phase of the flow of the loading material from the enclosure, the proportion of fines is much greater than towards the end of the flow where the proportion of larger particles becomes larger. It follows that, if the contents of an enclosure are used to deposit a layer over the entire upper loading surface, and if, for this purpose, a spiral or circles are described by means of the rotary chute concentric from the outside to the central region, the concentration of fines is much higher in the peripheral regions than in the central region around the vertical axis of the furnace. This does not always correspond to the wishes of the steelmakers.
Si les conséquences de ce phénomène de ségrégation restent dans des limites tolérables dans les installations à deux trémies juxtaposées opérant en alternance, elles se manifestent d'avantage dans les installations à grosse capacité du genre décrit ci- dessus avec une grande trémie centrale surmontée d'une trémie d'attente.If the consequences of this segregation phenomenon remain within tolerable limits in installations with two juxtaposed hoppers operating alternately, they are more manifest in large capacity installations of the kind described above with a large central hopper surmounted by a waiting hopper.
Or, compte tenu du soucis de ne pas vouloir augmenter la hauteur de façon exagérée, l'augmentation de capacité doit forcément passer par l'augmentation du diamètre de la trémie. Il est évident qu'une augmentation du diamètre intensifie les effets de la ségrégation de sorte que les conséquences de celles-ci deviennent de plus en plus néfastes au fur et à mesure que le volume du four sur lequel est montée l'installation augmente.However, given the concern of not wanting to increase the height excessively, the increase in capacity must necessarily go through the increase in the diameter of the hopper. It is obvious that an increase in diameter intensifies the effects of segregation so that the consequences thereof become more and more harmful as the volume of the oven on which the installation is mounted increases.
Le but de la présente invention est de prévoir un dispositif efficace pour réduire la ségrégation des particules dans une enceinte de stockage d'une installation de chargement d'un four à cuve.The object of the present invention is to provide an effective device for reducing the segregation of particles in a storage enclosure of a loading installation of a shaft furnace.
Pour atteindre cet objectif, le dispositif selon l'invention est caractérisé par un tube de section au moins égale à celle de l'ouverture d'écoulement montée coaxialement dans l'enceinte et s'étendant au moins sur toute la hauteur correspondant au diamètre le plus élevé de l'enceinte et en ce que ce tube est pourvu d'un épaulement horizontal supérieur muni d'une série de créneaux.To achieve this objective, the device according to the invention is characterized by a tube of section at least equal to that of the flow opening mounted coaxially in the enclosure and extending at least over the entire height corresponding to the diameter the higher of the enclosure and in that this tube is provided with an upper horizontal shoulder provided with a series of slots.
Les saillies définissant les créneaux présentent, de préférence, sur les trois côtés un rebord montant parallèle à la paroi du tube.The projections defining the slots preferably have, on the three sides, a rising edge parallel to the wall of the tube.
D'autres particularités et caractéristiques de ]'invention ressortiront de la description détaillée d'un mode de réalisation avantageux présentée ci-dessous, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans Lesquels:Other particularities and characteristics of the invention will emerge from the detailed description of an advantageous embodiment presented below, by way of example, with reference to the accompanying drawings in which:
La figure 1 montre une vue schématique d'une installation équipée d'un dispositif de répartition de la matière selon la présente invention;
- la figure 2 est une section horizontale suivant le plan de coupe II-II de la figure 1 et
- les figures 2a et 2b représentent respectivement des plans de coupe suivant les sections a-a respectivement b-b de la figure 2.
- FIG. 2 is a horizontal section along the section plane II-II of FIG. 1 and
- FIGS. 2a and 2b respectively represent sectional planes along the sections aa respectively bb of FIG. 2.
La figure 1 montre le sommet d'un four 10 dans lequel se trouve une goulotte rotative ou oscillante 12 pour la distribution de la matière de chargement dans le four. Sur le four est monté une charpente 14 qui supporte une enceinte de stockage 16 et une trémie d'attente 18, toutes deux disposées symétriquement autour de l'axe 0 du four.Figure 1 shows the top of an
Dans l'exemple représenté l'enceinte de stockage 16 est conçue sous forme de sas et, à cet effet, est équipée de clapets d'étanchéité inférieurs 20 et de clapets supérieurs 22 permettant la mise sous pression du sas 16 en vue du chargement ainsi que son aération en vue de son remplissage. Le fond du sas 16 se prolonge par une tubulure d'écoulement 24 contrôlée par un organe de dosage 26 constitué de deux registres en forme de calotte sphérique qui s'ouvrent et qui se ferment symétriquement par rapport à l'axe 0.In the example shown, the
La matière de chargement est amenée vers la sommet de l'installation au moyen d'une bande sans fin qui la déverse dans la trémie d'attente 18. Afin de réduire déjà la ségrégation au niveau de cette trémie 18 on a prévu une goulotte de distribution rotative 30 pour répartir la matière dans cette trémie. En outre on a monté dans la trémie sur l'axe 0 un caisson anti- ségrégation 32 connu en soi.The loading material is brought to the top of the installation by means of an endless belt which pours it into the
Pour diminuer la ségrégation dans le sas 16, on a prévu, conformément à la présente invention, un tube cylindrique 34 qui est porté à l'intérieur de ce sas par plusieurs consoles 36 s'étendant radialement de la paroi du sas vers l'intérieur. Ce tube 34 a une section qui est fonction du diamètre de l'enceinte mais qui est au moins égale à la section de la tubulure d'écoulement 24. La hauteur du tube est telle qu'il s'étend au moins sur toute la hauteur correspondant au diamètre le plus élevé du sas 16.To reduce segregation in the
La partie supérieure du tube 34 présente un épaulement horizontal 38 qui est pourvu de créneaux 40 et de saillies 42. Les saillies 42 sont en outre pourvues sur les trois côtés d'un bord remontant 44.The upper part of the
Pour comprendre la fonction de ce dispositif, il faut comprendre qu'il a été conçu dans le souci de retenir davantage de grosses particules dans la région centrale du sas lors du chargement et de projeter davantage des fines vers la périphérie. Lors du chargement du sas 16, la matière tombe d'abord essentiellement à travers le tube 34 pour remplir le fond, jusqu'à ce que le talus touche le bord inférieur du tube 34 comme représenté par la ligne en traits mixtes 46. Ensuite c'est essentiellement l'intérieur du tube 34 qui se remplit. Dans ce tube il n'y a pas de possibilités d'échappement latéral de sorte que, à cause du diamètre réduit la ségrégation y est pratiquement inexistente. Lorsque le tube 34 est rempli, l'es- paoe annulaire entre le tube 34 et la paroi de l'enceinte se remplit par débordement du tube 34. Lors de cette phase il se forme un talus sur le contenu du tube 34 et sur l'épaulement 38 et la matière qui chute sur ce talus s'y forme une gerbe conique circulaire tombant dans cet espace annulaire. Dans ce courant de chute, les particules passant par les créneaux 40 tombent plus près du tube 34, tandis que d'autres particules sont guidés plus près de la périphérie par les saillies 42. On obtient par conséquent également une répartition homogène dans l'espace annulaire entre le tube 34 et la paroi du sas 16, notamment un mélange plus intime des fines et des grosses particules.To understand the function of this device, it must be understood that it was designed with the aim of retaining more large particles in the central region of the airlock during loading and projecting more fines towards the periphery. When loading the
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