EP2718468B1 - Ensemble a trappe et clapet pour une installation de chargement d'un four a cuve - Google Patents

Ensemble a trappe et clapet pour une installation de chargement d'un four a cuve Download PDF

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EP2718468B1
EP2718468B1 EP12729401.5A EP12729401A EP2718468B1 EP 2718468 B1 EP2718468 B1 EP 2718468B1 EP 12729401 A EP12729401 A EP 12729401A EP 2718468 B1 EP2718468 B1 EP 2718468B1
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EP
European Patent Office
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hatch
valve
housing
module
door
Prior art date
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Active
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EP12729401.5A
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German (de)
English (en)
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EP2718468A1 (fr
Inventor
Stefan SCHONS
Frédéric Parasch
Paul Tockert
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Paul Wurth SA
Original Assignee
Paul Wurth SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Paul Wurth SA filed Critical Paul Wurth SA
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/18—Bell-and-hopper arrangements
    • C21B7/20—Bell-and-hopper arrangements with appliances for distributing the burden
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B1/20—Arrangements of devices for charging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/0033—Charging; Discharging; Manipulation of charge charging of particulate material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/10—Charging directly from hoppers or shoots
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/10—Charging directly from hoppers or shoots
    • F27D2003/105—Charging directly from hoppers or shoots using shutters

Definitions

  • the present invention relates to a trap and valve assembly for a charging installation of a shaft furnace, such as a blast furnace, and more particularly to the flap and valve assembly used in such a device for, on the one hand, allow the control of the loading of the furnace in solids and on the other hand to avoid gas leaks.
  • Such systems generally comprise a pivoting hatch closure device, called a material trap, for sealing one or more hoppers of material and to control the material flow rate when opening the hatch.
  • This hatch device may comprise a single flap or two flaps pivoting in opposite directions.
  • These systems also include a sealing valve, located below the hatch, to prevent the escape of gas blast furnace to the outside thereof. In the closed position, this valve is supported from below against a fixed seat secured to the trap and flap assembly.
  • the material trap and the seal valve are mounted on a body of the trap and flap assembly, to which is connected a hopper of material solid.
  • This body comprises a central passage of substantially vertical axis through which the solid material falls inside the blast furnace on a distribution chute, according to the technique of the Bell-less top ® system.
  • the material trap ensures the support of the solid material charge contained in the hopper and the valve ensures gastightness.
  • the material trap In the open position, during the introduction of material into the blast furnace, the material trap allows, when brought into the open position by pivoting, the descent of the material.
  • the seal valve is then completely eclipsed out of the material path, so that the surfaces of the valve sealing the gas are not damaged by the solids when they fall into the central passage.
  • the seal valve When loading, the seal valve is first opened, by pivoting to completely clear the passage, before opening the solid feed hatch.
  • the pivot axis of the sealing valve is substantially perpendicular to the pivot axis of the flap of the door, or the parallel axes of pivoting flaps.
  • the pivot control of the hatch and the valve is provided by respective actuators fixed to the body of the flap and valve assembly.
  • These actuators which may be of electrical or hydraulic type, such as motors with reducers or cylinders, respectively pivot the hatch or the hatch flaps and the valve, by transmission shafts passing through the wall of the body and which are guided in rotation on this body by bearings provided with sealing means.
  • the bearings are fixed directly on the body of the flap and flap assembly.
  • the shutters and / or flaps are secured to said trees, inside the body, by arms.
  • the personnel intervening enters this body through a trap door for this purpose in the body wall and performs its intervention in a confined space, and also in an atmosphere rendered hazardous by heat and the presence of blast furnace gas that remain despite the temporary stopping of the operation of it. This judgment is necessary for such interventions, and the duration of these leads implicitly to a loss of production.
  • the present invention aims to remedy the problems described above and aims in particular to provide a trap and flap assembly to minimize the duration of these interventions. It also aims to improve the conditions of intervention on hatches and valves and their pivoting drive members, for a better reliability of the interventions and an improvement of the working conditions of the personnel. It is also intended to facilitate the complete replacement of a valve assembly or hatch with the associated actuators, by a similar new or previously renovated, or by a functionally equivalent assembly but having for example a different construction.
  • the invention relates to a flap and valve assembly for a charging device of a shaft furnace, such as a blast furnace, having a body inside which is placed at least such a hatch or such a valve, pivotally driven by an actuator located outside the body and connected to the hatch or valve by a connecting shaft guided in a fixed bearing relative to the body.
  • the flap and valve assembly is characterized in that the bearing and the actuator are mounted on a removable door closing an opening which is formed in the wall of the body and whose dimensions are determined so that the trap or the valve may be extracted transversely to the axis of the body through said opening.
  • said movement transverse to the axis includes a movement of the door, and the extraction of the hatch or valve in a direction perpendicular to the axis of the body, but also in a direction inclined by report to this axis.
  • Moving the door, and the extraction of the hatch or valve is in a rectilinear direction in a radial plane passing through the axis of the body.
  • each module comprising a hatch or valve with its actuator and its associated motion transmission means, can be detached from a body part and extracted from it, thus allowing either a complete replacement by a previously prepared module, ie a direct intervention on the module extracted, but then located in a more spacious environment and offering better working conditions.
  • an intervention to be performed on a hatch or valve can be performed only inside the body. If it is necessary to intervene on the motion transmission means, for example on the shaft connecting the valve, or the hatch, to its actuator, it is necessary to first penetrate inside the body to dismount. in advance the valve or the hatch and the arm that binds it to the shaft, before being able to extract said shaft to the outside. Compared to that, the invention makes it possible to perform all these operations without any intervention inside the body.
  • the replacement module can be an identical new or renovated module, and this replacement ensures a time of intervention, and therefore production stop, reduced to a minimum.
  • the extracted module is made available outside the body, on a working floor where the staff has a work surface very much greater than the confined space of the interior of the body. All the operations of replacement or repair of the various parts are greatly facilitated, and achievable in highly improved visibility conditions, the interventions can be performed for example under natural lighting to facilitate the detection of deterioration of hatches or valves and their repair. In addition, it is not necessary to disconnect the electrical or hydraulic supply circuits of the actuators, which also simplifies the required interventions.
  • the access to the interior of the body and the visibility are greatly improved because the hatches and flaps can be extracted completely, and no longer constitute obstacles to a good vision of the interior of the body, nor to movements of personnel likely to intervene inside the body.
  • the invention also eliminates the risk that a false maneuver causes a pivoting valves or traps while staff would be inside the body.
  • the door is slidably mounted relative to the body, so that, after separation from said body, the entire module can be extracted by simply sliding outwards, in a substantially radial direction with respect to the body.
  • the assembly comprises substantially horizontal guide rails, or slightly inclined, which are preferably fixed on the body, permanently or removably, and the door has slides or carriages adapted to move on the rails, in an extreme position where a stop prevents any clearance off the rails.
  • the length of the rails is determined so that the module can be moved over a distance at least sufficient to ensure total extraction of the valves or hatches out of the body. It is then possible to intervene on any organ of the module, while it remains supported on the rails. It is also possible to combine the translation of the module, during its extraction, with a certain pivoting thereof, so for example to facilitate the passage of the hatch or valve through the opening.
  • the doors comprise connection means for fixing therein, permanently or temporarily, a dismounting arm, comprising a counterweight, designed to allow the handling of each module by a lifting device.
  • the disassembly arm and its counterweight comprise gripping rings for attaching the module to the lifting device therethrough, ensuring the equilibrium of the module so that it can be extracted from the body substantially horizontally, or at least in a position ensuring the free passage of the valve or hatch through the opening in the wall of the body.
  • the trap and flap assembly shown in figures 1 and 2 comprises a body 1 providing a central passage A, substantially vertical axis A, for the blast furnace loading materials and provided with an upper flange 12 and a lower flange 12 'intended for fastening the body to the liner; charging installation of said blast furnace, not shown. It comprises a material trap module 2 and a seal valve module 3, arranged substantially offset by 90 ° about the axis A.
  • the material trap module 2 comprises a hatch 21 with two flaps 211 pivoting in opposite directions from one another. Each flap is carried by an arm 22, the two arms 22 being mounted on the ends of transmission shafts, with parallel axes 23, the shafts being mounted in bearings grouped in a set of bearings 24, and pivotally driven by inverse directions by an actuator 25 of a type known per se.
  • the material trap module could also have only one pivoting flap.
  • the bearings 24 and the actuator 25 are mounted on a door 26 adapted to close sealingly, for example by a flange system 261, an opening 13 formed in the wall of the body 1, the dimensions of the opening 13 being determined in order to be sufficient to allow the passage of the entire hatch with its control arms assembled on the shafts 23, in their position of current use. That is to say, as we can see figure 2 , the hatch 21 can pass freely into the opening 13 when the module 2 is moved radially outwardly of the body, without the need to disassemble the flaps or the arms beforehand.
  • parallel rails 14 are fixed on the body 1, on either side of the opening 13, and the door 26 comprises carriages 262 adapted to roll or slide on the rails 14 so as to guide the module 2 in translation on the rails in a radial direction.
  • the carriages are made and arranged so that the weight of the entire module is supported by the rails and that the module is guided on the rails avoiding any risk of tipping, which could result from the cantilever created by the hatch.
  • stops 141 are provided on the ends of the rails to avoid any risk of excessive sliding of the module 2.
  • the sealing valve module 3 is made in a manner similar to the module 2. It comprises a pivoting valve 31 carried by an arm 32 mounted on the end of a transmission shaft, with an axis 23, this shaft being mounted in a bearing 34, and pivotally driven by an actuator 35, of a type known per se.
  • the bearing 34 and the actuator 35 are mounted on a door 36 adapted to seal, for example by a flange system, an opening 15 formed in the wall of the body 1, the dimensions of the opening 15 being determined from so as to be sufficient to allow the passage of the assembly of the valve 31 mounted on its control arm 32 and assembled on the shaft 33, in their position of current use. That is to say that the valve 31 can pass freely into the opening 15 while remaining fixed on the arm 32 and thus linked to the door 36, when the module 3 is moved radially outwardly of the body.
  • parallel rails 16 are fixed on the body 1, on either side of the opening 15, and the door 36 comprises carriages 362 adapted to roll or slide on the rails 16 so as to guide the module 3 in translation on the rails in a radial direction.
  • the carriages are made and arranged so that the weight of the entire module is supported by the rails and that the module is guided on the rails avoiding any risk of tipping, which could result from the cantilever created by the valve 31.
  • stops 161 are provided on the ends of the rails to avoid any risk of excessive sliding of the module 3.
  • the modules 2 and 3 are assembled by clamping the doors 26 and 36 on the body 1, at the periphery of the respective openings 13, 15, as shown figure 1 .
  • any organ of one of the modules located inside the body, simply unclamp the door and slide the complete module on the rails, until clear the door completely or the flapper out of the body as shown figure 2 .
  • the embodiment shown figure 3 is particularly intended for installations where it would not be possible to mount guide rails as in the embodiment described above.
  • the modules 2 and 3 are made identically to what has been described above, but there are no guide rails for supporting and sliding these modules. As a result, additional lifting means will have to be used. In order for the flap or flapper to pass through the opening of the body without hitting or getting stuck in the opening, it is necessary to maintain the proper orientation of the module, ie the plane of the door remaining substantially vertical, or the general direction of the pivot axes of the valve or the trap remaining substantially horizontal.
  • a handling arm 5, 6 is fixed on the door 26, 36 by fixing lugs 51, 61, in a fixed or removable manner, and the arm comprises a counterweight 52, 62.
  • the position of the lifting rings, or the like, on the module and the arm, and the weight of the counterweight, are predetermined to ensure balancing the assembly, and maintaining in the proper position of removal or replacement of the modules, as shown in FIG. figure 3 .
  • the invention is not limited to the embodiments described previously only by way of example. In particular, it can be applied to other types of hatches or valves, and other provisions thereof on the body of the trap and flap assembly.

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Description

    Domaine technique
  • La présente invention concerne un ensemble à trappe et clapet pour une installation de chargement d'un four à cuve, tel qu'un haut-fourneau, et plus particulièrement l'ensemble de trappe et clapet utilisé dans un tel dispositif pour d'une part permettre le contrôle du chargement du four en matières solides et d'autre part éviter des fuites de gaz.
    • Etat de la technique
  • On connaît déjà différents types d'installations de chargement de four à cuve, notamment de hauts-fourneaux. Parmi ceux-ci, les installations de type « Bell less top ® » sont maintenant couramment utilisées, pour leur capacité à mieux contrôler le chargement du four et la répartition des matières chargées. De plus, le système d'étanchéité utilisé dans ces installations permet d'assurer une meilleure étanchéité aux gaz contenus sous pression dans la cuve du haut-fourneau, notamment grâce à la dissociation fonctionnelle entre d'une part les organes destinés à assurer l'étanchéité et d'autre part les organes destinés à contrôler l'introduction des matières solides dans le four.
  • De tels systèmes, connus par exemple par US 4,514,129 ou WO 2010/081810 , comportent de manière générale un dispositif de fermeture à trappe pivotante, appelé trappe matière, pour assurer l'obturation d'une ou de plusieurs trémies de matériau et contrôler le débit de matière lors de l'ouverture de la trappe. Ce dispositif de trappe peut comporter un seul volet ou deux volets pivotant en sens inverses.
  • Ces systèmes comportent aussi un clapet d'étanchéité, situé en dessous de la trappe, pour empêcher la fuite des gaz du haut-fourneau vers l'extérieur de celui-ci. En position fermée, ce clapet est en appui par-dessous contre un siège fixe solidaire de l'ensemble à trappe et clapet.
  • La trappe matière et le clapet d'étanchéité sont montés sur un corps de l'ensemble à trappe et clapet, sur lequel est raccordée une trémie de matière solide. Ce corps comporte un passage central d'axe sensiblement vertical par lequel la matière solide tombe à l'intérieur du haut-fourneau sur une goulotte de distribution, selon la technique propre au système Bell-less top ®.
  • En position fermée, la trappe matière assure le soutien de la charge de matière solide contenue dans la trémie et le clapet assure l'étanchéité aux gaz.
  • En position d'ouverture, pendant l'introduction de matière dans le haut-fourneau, la trappe matière permet, lorsqu'elle est amenée en position ouverte par pivotement, la descente de la matière. Le clapet d'étanchéité est alors complètement eclipsé en dehors de la trajectoire des matières, de manière que les surfaces du clapet assurant l'étanchéité aux gaz ne soient pas abîmées par les matières solides lors de leur chute dans le passage central. Lors d'un chargement, le clapet d'étanchéité est d'abord ouvert, par un pivotement permettant de dégager complètement le passage, avant l'ouverture de la trappe d'alimentation en matière solide.
  • Typiquement, l'axe de pivotement du clapet d'étanchéité est sensiblement perpendiculaire à l'axe de pivotement du volet de la trappe, ou aux axes parallèles de pivotement des volets. La commande de pivotement de la trappe et du clapet est assurée par des actionneurs respectifs fixés sur le corps de l'ensemble à trappe et clapet. Ces actionneurs, qui peuvent être de types électriques ou hydrauliques, tels que des moteurs avec réducteurs ou des vérins, entraînent en pivotement respectivement la trappe ou les volets de trappe et le clapet, par des arbres de transmission qui traversent la paroi du corps et qui sont guidés en rotation sur ce corps par des paliers pourvus de moyens d'étanchéité.
  • Dans les systèmes connus actuellement, les paliers sont fixés directement sur le corps de l'ensemble à trappe et clapet. Les volets de trappe et/ou les clapets sont solidarisés aux dits arbres, à l'intérieur du corps, par des bras. Lorsqu'il est besoin d'intervenir sur la trappe ou le clapet pour réparation ou remplacement, ou réfection de l'étanchéité, il est nécessaire d'intervenir à l'intérieur du corps. Le personnel intervenant pénètre dans ce corps par une trappe de visite aménagée à cet effet dans la paroi du corps et effectue son intervention dans un espace confiné, et par ailleurs dans une atmosphère rendue dangereuse par la chaleur et la présence de gaz de haut-fourneau qui subsistent malgré l'arrêt temporaire du fonctionnement de celui-ci. Cet arrêt est nécessaire pour de telles interventions, et la durée de celles-ci conduit implicitement à une perte de production.
    • Objet de l'invention
  • La présente invention a pour but de remédier aux problèmes exposés ci-dessus et vise en particulier à proposer un ensemble à trappe et clapet permettant de limiter le plus possible la durée de ces interventions. Elle vise aussi à améliorer les conditions d'intervention sur les trappes et clapets et leurs organes d'entraînement en pivotement, pour une meilleure fiabilité des interventions et une amélioration des conditions de travail du personnel. Elle vise encore à faciliter le remplacement complet d'un ensemble de clapet ou trappe avec les actionneurs associés, par un ensemble similaire neuf ou préalablement rénové, ou par un ensemble fonctionnellement équivalent mais ayant par exemple une construction différente.
    • Description générale de l'invention
  • Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un ensemble à trappe et clapet pour un dispositif de chargement d'un four à cuve, tel qu'un haut-fourneau, comportant un corps à l'intérieur duquel est placé au moins une telle trappe ou un tel clapet, entraîné en pivotement par un actionneur situé à l'extérieur du corps et relié à la trappe ou clapet par un arbre de liaison guidé dans un palier fixe par rapport au corps.
  • Selon l'invention, l'ensemble à trappe et clapet est caractérisé en ce que le palier et l'actionneur sont montés sur une porte démontable obturant une ouverture qui est réalisée dans la paroi du corps et dont les dimensions sont déterminées de manière que la trappe ou le clapet puissent être extraits transversalement à l'axe du corps à travers ladite ouverture.
  • On notera incidemment que par ledit mouvement transversal à l'axe, on comprend notamment un déplacement de la porte, et l'extraction de la trappe ou du clapet selon une direction perpendiculaire à l'axe du corps, mais aussi selon une direction inclinée par rapport à cet axe. Le déplacement de la porte, et l'extraction de la trappe ou du clapet se fait selon une direction rectiligne comprise dans un plan radial passant par l'axe du corps.
  • Grâce à l'invention, chaque module comportant une trappe ou un clapet avec son actionneur et ses moyens de transmission de mouvement associés, peut être désolidarisé d'une pièce du corps et extrait de celui-ci, permettant en conséquence soit un remplacement complet par un module préparé préalablement, soit une intervention directe sur le module extrait, mais situé alors dans un environnement plus spacieux et offrant de meilleures conditions de travail.
  • Dans les systèmes de l'art antérieur, une intervention à réaliser sur une trappe ou un clapet ne peut être effectuée qu'à l'intérieur du corps. S'il est nécessaire d'intervenir sur les moyens de transmission de mouvement, par exemple sur l'arbre reliant le clapet, ou la trappe, à son actionneur, il est nécessaire de pénétrer d'abord à l'intérieur du corps pour démonter au préalable le clapet ou la trappe et le bras qui le lie à l'arbre, avant de pouvoir extraire ledit arbre vers l'extérieur. Comparativement à cela, l'invention permet d'effectuer toutes ces opérations sans aucune intervention à l'intérieur du corps.
  • Dans le cas d'un remplacement complet, le module de remplacement peut être un module identique neuf ou rénové, et ce remplacement permet d'assurer un temps d'intervention, et donc d'arrêt de production, réduit à son minimum. Alternativement, le module extrait est mis à disposition à l'extérieur du corps, sur un plancher de travail où le personnel dispose d'une surface de travail très nettement supérieure à l'espace confiné de l'intérieur du corps. Toutes les opérations de remplacement ou de réparation des différentes pièces en sont grandement facilitées, et réalisable dans des conditions de visibilité fortement améliorées, les interventions pouvant être effectuées par exemple sous un éclairage naturel facilitant la détection des détériorations des trappes ou clapets et leur réparation. De plus, il n'est pas nécessaire de déconnecter les circuits d'alimentation électrique ou hydraulique des actionneurs, ce qui simplifie aussi les interventions requises.
  • De plus encore, l'accès à l'intérieur du corps et la visibilité sont fortement améliorés du fait que les trappes et clapets peuvent en être extraits totalement, et ne constituent plus d'obstacles ni à une bonne vision de l'intérieur du corps, ni a des déplacements du personnel susceptible d'intervenir à l'intérieur dudit corps.
  • L'invention permet aussi de supprimer le risque qu'une fausse manoeuvre entraîne un pivotement des clapets ou trappes alors que du personnel se trouverait à l'intérieur du corps.
  • Selon une disposition particulière, la porte est montée coulissante par rapport au corps, de manière que, après désolidarisation d'avec ledit corps, tout le module puisse être extrait par simple coulissement vers l'extérieur, selon une direction sensiblement radiale par rapport à l'axe général du passage central ménagé dans le corps. Préférentiellement à cette fin, l'ensemble comporte des rails de guidage sensiblement horizontaux, ou légèrement inclinés, qui sont préférentiellement fixés sur le corps, de manière permanente ou amovible, et la porte comporte des coulisseaux ou chariots adaptés pour se déplacer sur les rails, jusque dans une position extrême où une butée évite tout dégagement hors des rails. La longueur des rails est déterminée de manière que le module puisse être déplacé sur une distance au moins suffisante pour assurer une extraction totale des clapets ou trappes hors du corps. Il est alors possible d'intervenir sur tout organe du module, alors que celui-ci reste soutenu sur les rails. Il est aussi possible de combiner la translation du module, lors de son extraction, avec un certain pivotement de celui-ci, de manière par exemple à faciliter le passage de la trappe ou du clapet à travers l'ouverture.
  • Selon une disposition alternative, permettant de s'affranchir au besoin de l'encombrement des rails précités, les portes comportent des moyens de liaison pour y fixer, de manière permanente ou provisoire, un bras de démontage, comportant un contrepoids, destiné à permettre la manutention de chaque module par un appareil de levage. Le bras de démontage et son contrepoids comportent des anneaux d'accrochage permettant d'accrocher le module à l'appareil de levage par son intermédiaire, en assurant l'équilibre du module de manière qu'il puisse être extrait du corps sensiblement horizontalement, ou au moins dans une position garantissant le libre passage du clapet ou trappe à travers l'ouverture ménagée dans la paroi du corps.
    • Brève description des dessins
  • D'autres particularités, caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée de quelques modes de réalisation avantageux présentés ci-dessous, à titre d'illustration, en se référant aux dessins annexés. Ceux-ci montrent:
    • Fig. 1: une vue en perspective d'un ensemble conforme à l'invention, en position d'utilisation ;
    • Fig. 2: une vue similaire à la figure 1, dans laquelle les deux modules sont en position de retrait hors du corps ; et
    • Fig. 3: une vue une vue en perspective d'un ensemble conforme à l'invention, selon un deuxième mode de réalisation, les deux modules étant en position de retrait hors du corps.
    Description d'une exécution préférée
  • L'ensemble à trappe et clapet représenté aux figures 1 et 2 comporte un corps 1 ménageant un passage central 11, d'axe A sensiblement vertical, pour les matériaux de chargement du haut-fourneau et pourvu d'une bride supérieure 12 et d'une bride inférieure 12' destinées à la fixation du corps sur l'installation de chargement dudit haut-fourneau, non représentée. Il comporte un module 2 de trappe matière et un module 3 de clapet d'étanchéité, disposés sensiblement décalés de 90° autour de l'axe A.
  • Dans l'exemple présenté, le module 2 de trappe matière comporte une trappe 21 à deux volets 211 pivotants en sens inverses l'un de l'autre. Chaque volet est porté par un bras 22, les deux bras 22 étant montés sur les extrémités d'arbres de transmission, d'axes 23 parallèles, les arbres étant montés dans des paliers regroupés dans un ensemble de paliers 24, et entraînés en pivotement des sens inverses par un actionneur 25, de type connu en soi. Le module de trappe matière pourrait aussi ne comporter qu'un seul volet pivotant.
  • Les paliers 24 et l'actionneur 25 sont montés sur une porte 26 adaptée pour fermer de manière étanche, par exemple par un système de bride 261, une ouverture 13 ménagée dans la paroi du corps 1, les dimensions de l'ouverture 13 étant déterminées de manière à être suffisantes pour permettre le passage de l'ensemble de la trappe avec ses bras de commande assemblés sur les arbres 23, dans leur position d'utilisation courante. C'est-à-dire que, comme on le voit bien figure 2, la trappe 21 peut passer librement dans l'ouverture 13 lorsque le module 2 est déplacé radialement vers l'extérieur du corps, sans qu'il soit besoin de démonter préalablement les volets ou les bras.
  • Dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, des rails parallèles 14 sont fixés sur le corps 1, de part et d'autre de l'ouverture 13, et la porte 26 comporte des chariots 262 adaptés pour rouler ou coulisser sur les rails 14 de manière à guider le module 2 en translation sur les rails selon une direction radiale. Les chariots sont réalisés et disposés de manière que le poids de l'ensemble du module soit supporté par les rails et que le module soit guidé sur les rails en évitant tout risque de basculement, qui pourrait résulter du porte-à-faux créé par la trappe. De plus, des butées 141 sont prévues sur les extrémités des rails pour éviter tout risque de coulissement excessif du module 2.
  • Le module 3 de clapet d'étanchéité est réalisé de manière similaire au module 2. Il comporte un clapet 31 pivotant porté par un bras 32 monté sur l'extrémité d'un arbre de transmission, d'axe 23, cet arbre étant monté dans un palier 34, et entraîné en pivotement par un actionneur 35, de type connu en soi.
  • Le palier 34 et l'actionneur 35 sont montés sur une porte 36 adaptée pour fermer de manière étanche, par exemple par un système de bride, une ouverture 15 ménagée dans la paroi du corps 1, les dimensions de l'ouverture 15 étant déterminées de manière à être suffisantes pour permettre le passage de l'ensemble du clapet 31 monté sur son bras de commande 32 et assemblé sur l'arbre 33, dans leur position d'utilisation courante. C'est-à-dire que le clapet 31 peut passer librement dans l'ouverture 15 en restant fixé sur le bras 32 et donc lié à la porte 36, lorsque le module 3 est déplacé radialement vers l'extérieur du corps.
  • Comme pour le module 2, des rails parallèles 16 sont fixés sur le corps 1, de part et d'autre de l'ouverture 15, et la porte 36 comporte des chariots 362 adaptés pour rouler ou coulisser sur les rails 16 de manière à guider le module 3 en translation sur les rails selon une direction radiale. Les chariots sont réalisés et disposés de manière que le poids de l'ensemble du module soit supporté par les rails et que le module soit guidé sur les rails en évitant tout risque de basculement, qui pourrait résulter du porte-à-faux créé par le clapet 31. De plus, des butées 161 sont prévues sur les extrémités des rails pour éviter tout risque de coulissement excessif du module 3.
  • Dans la position de fonctionnement courant du haut-fourneau, les modules 2 et 3 sont assemblés par bridage des portes 26 et 36 sur le corps 1, à la périphérie des ouvertures respectives 13, 15, comme représenté figure 1. Lorsqu'il est nécessaire d'intervenir sur un organe quelconque d'un des modules, situé à l'intérieur du corps, il suffit de débrider la porte puis de faire coulisser le module complet sur les rails, jusqu'à dégager entièrement la trappe ou le clapet hors du corps comme représenté figure 2. Il est alors possible et aisé d'intervenir sur tout élément du module pour le réparer ou le remplacer. Il est aussi possible d'enlever aisément le module complet, en le dégageant de ses rails par tout moyen de manutention adapté, pour le remplacer par un autre module similaire.
  • Le mode de réalisation représenté figure 3 est particulièrement destiné à des installations où il ne serait pas possible de monter des rails de guidage comme dans le mode de réalisation décrit précédemment.
  • Dans ce cas, les modules 2 et 3, sont réalisés de manière identique à ce qui a été décrit précédemment, mais il n'y a pas de rails de guidage permettant de supporter et faire coulisser ces modules. En conséquence, des moyens de levage annexes devront être utilisés. Pour que la trappe ou le clapet puisse passer dans l'ouverture du corps sans heurter ou rester coincés dans l'ouverture, il est nécessaire de maintenir l'orientation adéquate du module, c'est-à-dire le plan de la porte restant sensiblement vertical, ou la direction générale des axes de pivotement du clapet ou de la trappe restant sensiblement horizontale. Pour conserver cette orientation générale du module lors de son extraction, et donc éviter un basculement provoqué par le porte-à-faux généré par la trappe ou le clapet, un bras de manutention 5, 6 est fixé sur la porte 26, 36 par des pattes de fixation 51, 61, de manière fixe ou démontable, et le bras comporte un contrepoids 52, 62. La position des anneaux de levage, ou similaires, sur le module et le bras, et la masse du contrepoids, sont prédéterminées pour assurer l'équilibrage de l'ensemble, et le maintien dans la position adéquate de retrait ou de remise en place des modules, comme représentée à la figure 3.
  • L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisations décrits précédemment uniquement à titre d'exemple. En particulier, elle peut s'appliquer à d'autres types de trappes ou clapets, et à d'autres dispositions de ceux-ci sur le corps de l'ensemble à trappe et clapet.

Claims (6)

  1. Ensemble à trappe et clapet pour un dispositif de chargement d'un four à cuve, tel qu'un haut-fourneau, comportant un corps (1) à l'intérieur duquel est placé au moins une trappe (21) et/ou un clapet (31), entraîné(e) en pivotement par un actionneur (25, 35) situé à l'extérieur du corps et relié à la trappe ou clapet par un arbre de liaison guidé dans un palier fixe par rapport au corps, caractérisé en ce que
    le palier (24, 34) et l'actionneur (25, 35) sont montés sur une porte (26, 36) démontable obturant une ouverture (13, 15) réalisée dans la paroi du corps (1) et dont les dimensions sont déterminées de manière que la trappe ou le clapet puisse être extrait transversalement à l'axe du corps à travers ladite ouverture ;
    la porte, la trappe ou le clapet et son actionneur et ses moyens de transmission de mouvement associés, constituent ensemble un module (2, 3) désolidarisable d'une pièce du corps (1) ; et
    ledit module (2, 3) est conçu pour être extrait d'une pièce du corps (1).
  2. Ensemble à trappe et clapet selon la revendication 1, caractérisé en ce que la porte (26, 36) est montée coulissante par rapport au corps (1), de manière que, après désolidarisation d'avec ledit corps, tout le module puisse être extrait par coulissement vers l'extérieur.
  3. Ensemble à trappe et clapet selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte des rails de guidage (14, 16) sensiblement horizontaux ou légèrement inclinés, et la porte comporte des coulisseaux ou chariots (262, 362) adaptés pour se déplacer sur les rails.
  4. Ensemble à trappe et clapet selon la revendication 3, caractérisé en ce que les rails de guidage (14, 16) sont fixés sur le corps (1).
  5. Ensemble à trappe et clapet selon la revendication 1, caractérisé en ce que les portes (26, 36) comportent des moyens de liaison (51, 61) pour y fixer, de manière permanente ou provisoire, un bras (5, 6) de démontage.
  6. Ensemble à trappe et clapet selon la revendication 5, caractérisé en ce que le bras de démontage comporte un contrepoids (52, 62) et des anneaux d'accrochage destinés à permettre la manutention de chaque module par un appareil de levage.
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