FR2670217A1 - Installation de production d'acier par fusion de ferraille. - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet une installation de production d'acier par fusion de la ferraille comportant un four électrique, des moyens d'approvisionnement de la ferraille sous forme de charges individuelles destinées à être introduites l'une après l'autre dans le four, des moyens de préchauffage de chaque charge de ferraille, des moyens d'introduction dans le four, après ouverture de couvercle, d'une charge de ferraille préchauffée, par l'intermédiaire d'un récipient de chargement ouvert à ses deux extrémités et muni d'un fond amovible. Selon l'invention, le récipient de chargement du four peut être placé alternativement dans une position fixe de préchauffage puis, au-dessus du four, dans une position de déversement de la ferraille, et est associé à des moyens amovibles de fermeture sensiblement étanche, au moins en position de préchauffage, de ses deux extrémités, respectivement supérieure et inférieure, de façon à constituer une enceinte fermée de préchauffage de la charge de ferraille qu'il contient, ladite enceinte étant munie de deux orifices écartés en hauteur et susceptibles d'être reliés de façon amovible, en position de préchauffage, l'un à une conduite d'introduction d'un courant de gaz chauds et l'autre à une conduite d'évacuation desdits gaz.

Description

L'invention a pour objet une installation de production d'un métal tel que l'acier par fusion, dans un four électrique, d'une matière ferreuse telle que de la ferraille.

On utilise depuis longtemps, et de plus en plus, des fours électriques à arc pour la production d'acier par fusion de ferraille ou autre matière première ferreuse, par exemple un minerai préréduit.

D'une façon générale, un four électrique à arc comprend une cuve de fusion limitée par une sole réfractaire entourée d'une paroi latérale et fermée, à sa partie supérieure, par un couvercle amovible, la cuve étant associée à une ou plusieurs électrodes reliées à une source de courant. Chaque électrode est fixée à l'extrémité d'un bras s'étendant en porte-à-faux au-dessus de la cuve et pénètre verticalement dans celle-ci en traversant le couvercle par un orifice ménagé à cet effet. Le four peut-etre alimenté en courant alternatif au moyen de trois électrodes ou bien en courant continu. Dans ce cas, on utilise une ou plusieurs électrodes traversant la voute et associées chacune à une ou plusieurs électrodes placées dans la sole et reliées à la source de courant, chacune par un conducteur de retour.Bien entendu, le four est associé à un certain nombre d'appareillages annexes tels que les installations électriques, des moyens de chargement en ferraille et en matières d'addition, des moyens d'évacuation de l'acier fondu et du laitier et des circuits d'évacuation des fumées.

En outre, pour améliorer le rendement du four, il est utile de prévoir un préchauffage de la ferraille avant son entrée dans le four.

Souvent, ce préchauffage est réalisé dans une enceinte parcourue par des gaz chauds.

Cet ensemble assez complexe d'appareils onéreux et encombrants est placé dans un bâtiment qui comprend, d'une façon générale, une zone de réception et de reprise de la ferraille, une zone de préchauffage, et une zone d'élaboration.

La ferraille brute arrive dans la zone de réception dans un ou plusieurs récipients ou "paniers" de transport. Ces paniers sont repris et transportés d'une zone à l'autre par un pont roulant circulant au-dessus de toute l'installation.

Chaque panier est généralement muni d'un fond ouvrant constitué de deux coquilles montées rotatives chacune autour d'un axe horizontal et qui, en s'écartant l'une de l'autre, laissent tomber la ferraille qui se déverse dans la cuve du four dont le couvercle a été écarté. A cet effet, la voûte constituant le couvercle ainsi que les électrodes peuvent être suspendues à un portique déplaçable horizontalement ou, de préférence, à des bras montés rotatifs autour d'un axe vertical sur un socle placé à côté du four.

L'élaboration de l'acier génère un important volume de gaz chauds et poussiéreux pendant les phases de fusion et d'affinage et ces fumées sont captées par une conduite branchée sur un orifice ménagé dans la voûte et qui les évacue à l'extérieur après dépoussiérage.

Généralement, les gaz chauds servant au préchauffage de la ferraille sont produits à partir de ces fumées dans une chambre de combustion permettant de brûler l'oxyde de carbone et les autres imbrûlés et de récupérer une partie des poussières entraînées par les fumées. Les gaz brûlés sont envoyés vers une ou plusieurs cellules de préchauffage de la ferraille en attente de chargement.

Chaque panier contenant une charge de ferraille froide et se trouvant dans la zone de réception est donc repris par le pont roulant pour être transporté dans une cellule de préchauffage où il reste le temps nécessaire. Après le préchauffage, le panier est transporté par le pont roulant au-dessus de la cuve du four dans laquelle la ferraille préchauffée est déversée par ouverture du fond.

Bien entendu, lors du chargement, le couvercle doit être ouvert et il se produit encore une forte émission de fumées qui ne sont pas captées. Des projections d'acier et de laitier peuvent aussi se produire au moment du déversement de la ferraille dans la cuve.

Comme une telle installation produit, en outre, un bruit important, on cherche à l'isoler autant que possible pour réduire la pollution aussi bien par les fumées que par les bruits.

Par ailleurs, le transport par un pont roulant des paniers ou autres récipients contenant la ferraille, de la zone de réception à la zone de préchauffage puis de celle-ci au-dessus du four, en passant audessus des différents appareillages, présente toujours un certain danger et l'imprécision des déplacements, quelle que soit l'habileté du conducteur du pont roulant, impose de respecter des distances de sécurité assez importantes, dans les trois dimensions, pour ne pas risquer de heurter les différents appareils et les circuits assez complexes de circulation des gaz et d'alimentation électrique.

L'invention a pour objet des perfectionnements aux installations de production d'acier en four électrique qui permettent de remédier à l'ensemble de ces inconvénients et, en particulier, de simplifier considérablement les circuits de préchauffage, de réaliser une installation plus compacte, de diminuer les pollutions et d'améliorer la sécurité.

D'autres avantages apparaîtront dans la description qui va suivre.

L'invention s'applique donc, d'une façon générale, à une installation de production d'un métal tel que l'acier par fusion d'une matière ferreuse telle que de la ferraille comportant un four électrique comprenant une cuve de fusion fermée par un couvercle amovible et au moins une électrode reliée à une source de courant et susceptible de pénétrer verticalement dans la cuve en traversant le couvercle, des moyens d'approvisionnement de la ferraille sous forme de charges individuelles destinées à être introduites l'une après l'autre dans le four, des moyens de préchauffage de chaque charge de ferraille avant son introduction dans le four, et des moyens d'introduction dans le four, après ouverture du couvercle, d'une charge de ferraille préchauffée, par l'intermédiaire d'un récipient de chargement limité par une paroi latérale tubulaire à axe vertical, ouverte à une extrémité supérieure et à une extrémité inférieure, cette dernière étant munie d'un fond amovible pour le déversement vers le bas d'une charge de ferraille introduite par le haut.

Conformément à l'invention, le récipient de chargement du four peut être placé alternativement dans une position fixe de préchauffage puis, au-dessus du four, dans une position de déversement de la ferraille, et est associé à des moyens amovibles de fermeture sensiblement étanche, au moins en position de préchauffage, de ses deux extrémités, respectivement supérieure et inférieure, de façon à constituer une enceinte fermée de préchauffage de la charge de ferraille qu'il contient, ladite enceinte étant munie de deux orifices écartés en hauteur et susceptibles d'être reliés de façon amovible, en position de préchauffage, l'un à une conduite d'introduction d'un courant de gaz chauds et l'autre à une conduite d'évacuation desdits gaz.

Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, le moyen de fermeture étanche de l'extrémité inférieure du récipient de chargement est constitué d'une paroi formant une jupe entourant toute la partie inférieure du récipient et ayant un bord supérieur relié de façon étanche à la paroi latérale du récipient et un bord inférieur limitant un orifice inférieur de la jupe s'ouvrant largement vers le bas à un niveau plus bas que l'extrémité inférieure du récipient, ledit récipient étant posé, en position de préchauffage, sur un plancher muni d'une base fixe sur laquelle peut venir s'appliquer le bord inférieur de la jupe pour l'obturation étanche de l'orifice inférieur de celle-ci.

En outre., le fond amovible du récipient étant constitué d'au moins deux coquilles relevables, les dimensions de la jupe sont déterminées de façon que celle-ci limite, avec la paroi latérale du récipient, un espace annulaire fermé vers le haut et dans lequel peuvent venir s'insérer lesdites coquilles en position relevée.

De préférence, le bord inférieur de la jupe a un profil correspondant sensiblement à celui du bord supérieur de la cuve du four de telle sorte que, en position de déversement, ladite jupe forme, d'une part, un moyen de guidage ascendant des fumées sortant du four, vers le récipient qui constitue une cheminée d'évacuation desdites fumées et, d'autre part, un moyen de guidage des ferrailles descendant vers le four.

Par ailleurs, le moyen de fermeture de l'extrémité supérieure du récipient de chargement et de préchauffage est un couvercle monté sur un support avec une possibilité de déplacement vertical limité pour son application sur le récipient et son relèvement, et une possibilité de déplacement horizontal pour son écartement du récipient en position relevée.

Selon une autre caractéristique très avantageuse permettant, notamment, d'améliorer la sécurité, l'installation comprend un organe spécifique de transport du récipient de chargement et de préchauffage à un niveau constant et suivant un parcours déterminé, entre la position de préchauffage et la position de déversement de la ferraille préchauffée.

Dans un mode de réalisation préférentiel, l'organe de transport du récipient de chargement comporte au moins un bras monté pivotant autour d'un axe vertical sur un socle fixe placé entre la zone de réception et la zone d'élaboration et s'étendant en porte-à-faux jusqu'à une extrémité libre munie de moyens de support du récipient de chargement, et des moyens de commande de la rotation dudit bras autour de son axe pour le déplacement du récipient de chargement suivant un arc de cercle entre une position de prise en charge dans la zone de réception et la position de déversement dans la cuve du four.

De façon avantageuse, l'organe de transport est muni de moyens de commande d'un déplacement vertical d'ampleur limitée du récipient de chargement par rapport au niveau du déplacement.

Selon les cas, le récipient de chargement pourra être monté soit de façon permanente, soit de façon amovible, sur 1' organe de transport.

Lorsque le récipient de chargement est monté, de façon permanente, sur l'organe spécifique de transport , ce dernier est placé d'abord dans la position de préchauffage et le récipient est chargé en ferraille froide, normalement au moyen d'un panier, puis son couvercle est refermé et l'enceinte ainsi constituée est branchée sur des conduites fixes d'arrivée et d'évacuation des gaz. Après préchauffage, lesdites conduites sont débranchées, puis l'organe de transport déplace le récipient jusqu'à la position de déversement, au-dessus de la cuve dont la voûte de fermeture a été écartée.

Mais le récipient de chargement peut aussi être monté de façon amovible sur l'organe de transport. Le récipient est d'abord placé dans une position de préchauffage, écartée de l'organe de transport et il est fermé à ses deux extrémités. L'enceinte ainsi constituée est branchée sur des conduites d'introduction et d'évacuation de gaz chauds le temps nécessaire au préchauffage. Lesdites conduites sont alors débranchées et le récipient est pris en charge par le pont roulant pour être mis en place sur l'organe de transport. Le chargement en ferraille froide peut etre effectué soit dans la position de préchauffage, soit dans une autre position, dans la zone de réception, par exemple.

Le couvercle de fermeture de l'enceinte de préchauffage peut être relevé et écarté avant la mise en place de celle-ci en position de déversement, mais il peut aussi être maintenu, l'orifice d'évacuation des gaz étant alors branché de façon amovible sur une conduite d'évacuation des fumées du four.

L'utilisation d'un organe spécifique de transport du récipient de chargement entre la zone de réception et la zone d'élaboration permet, en outre, de placer l'installation dans un bâtiment comportant deux halles parallèles adjacentes, respectivement une halle de préparation dans laquelle sont placés la zone de réception et, le cas échéant, les moyens de préchauffage, et une halle d'élaboration dans laquelle est placé le four, l'organe de transport étant placé sur la jonction entre les deux halles pour le passage du récipient de chargement d'une halle à l'autre.

Mais l'invention sera mieux comprise par la description plus détaillée de certains modes de réalisation donnés à titre d'exemple et représentés sur les dessins annexés.

La Figure 1 est une vue en plan schématique de l'ensemble de l'installation.

La Figure 2 est une vue schématique, en coupe transversale, selon II/II de la Figure 1.

La Figure 3 est une vue schématique, en coupe transversale, selon III/III de la Figure 1.

La Figure 4 est une vue schématique, en coupe transversale, selon IV/IV de la Figure 3.

La Figure 5 est une vue de dessus de l'installation représentée sur la Figure 4, en position de déversement de la ferraille dans le four 1.

La Figure 6 est une vue en élévation, à échelle agrandie, du récipient de chargement et de préchauffage.

La Figure 7 est une vue en plan schématique d'une installation disposée dans un bâtiment à deux halles.

La Figure 8 est une vue en coupe selon VIII/VIII de la Figure 7.

Sur les Figures 1, 2 et 3, on a représenté schématiquement l'ensemble d'une installation d'élaboration placée à l'intérieur d'un bâtiment 1 comprenant, dans l'exemple représenté, une halle principale 10 limitée par des poteaux 11 supportant un pont roulant 12 et recouverte par un toit 13.

A l'intérieur de la halle 10, on peut définir une zone A de réception de la ferraille, une zone B de préchauffage et une zone C d'élaboration. Généralement, l'élaboration du métal nécessite des additions qui sont préparées et stockées dans une zone D placée dans la halle 10 ou dans une halle annexe.

Le four électrique 2, placé dans la zone d'élaboration comprend une cuve 2' constituée d'une sole 21 et d'une virole 22 et fermée par un couvercle 23 à travers lequel passe au moins une électrode 24 reliée une source de courant et pénètrant verticalement dans la cuve 2' en traversant le couvercle 23. Comme on l'a indiqué sur la Figure 1, le couvercle 23 est constitué d'une voûte suspendue à l'extrémité d'un bras 25 s'étendant en porte-à-faux à partir d'un socle 26 et monté pivotant autour d'un axe vertical de façon à pouvoir écarter la voûte jusqu'à la position 23' représentée en pointillés sur la Figure 1 et pour laquelle la cuve est entièrement dégagée.

De même, chaque électrode 24 est montée à l'extrémité d'un bras 27 pivotant également sur le socle 26 autour d'un axe vertical.

Toutes ces dispositions sont classiques et n'ont pas besoin d'être décrites en détail. Dans l'exemple représenté, le four 2 comporte une seule électrode et fonctionne donc en courant continu. Il pourrait être également muni de trois électrodes et alimenté en courant alternatif.

La ferraille qui doit être fondue dans le four électrique 2 arrive à l'état brut et froide dans la zone de réception A, dans un ou plusieurs récipients appelés généralement "paniers". Chaque panier 14 a la forme d'une poche ouverte vers le haut et vers le bas, l'orifice inférieur étant fermé par un fond 15 constitué de deux coquilles qui peuvent s'écarter l'une de l'autre par rotation autour d'un axe horizontal.

Comme on l'a indiqué, dans les installations classiques, chaque panier 14 est repris dans la zone de réception par le pont roulant 12 qui le place d'abord dans une cellule de préchauffage puis au-dessus du four.

L'invention permet de simplifier toutes ces manutentions en utilisant un récipient spécifique de chargement du four qui est aménagé pour servir également d'enceinte de préchauffage et qui a été représenté en détail sur la Figure 6.

Le récipient de chargement 4 est limité par une paroi latérale sensiblement cylindrique 41 ouverte à ses deux extrémités, respectivement supérieure et inférieure pour l'introduction par le haut d'une charge de ferraille et son déversement par le bas. A cet effet, l'extrémité inférieure est fermée de façon amovible par un fond 42 qui peut être constitué de deux coquilles montées pivotantes autour d'axes horizontaux de façon à pouvoir s' ouvrir ou se fermer.

Par ailleurs, le récipient de chargement 4 peut être fermé de façon sensiblement étanche à ses deux extrémités inférieure et supérieure, de la façon représentée sur la Figure 6.

En effet, à sa partie inférieure, la paroi latérale 41 est entourée, à une certaine distance, d'une paroi métallique formant une jupe 43 dont les dimensions sont déterminées de façon à ménager un espace annulaire dans lequel peuvent venir se placer, en position relevée, les coquilles 42 de fermeture du fond du récipient 4.

A sa partie supérieure, la paroi latérale 43 est reliée à la paroi 41 du récipient 4 par une cloison 44 qui ferme vers le haut l'espace annulaire. En revanche, la jupe 43 s'ouvre largement vers le bas, par un orifice limité par une bride 45 placée à un niveau inférieur à celui des coquilles de fermeture 42, de préférence dans un plan horizontal.

Dans l'exemple représenté sur les Figures et selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, le récipient 4 est monté sur un organe spécifique de support et de transport 5 qui comporte un bras 51 s'étendant en porte-à-faux à partir d'un socle 52 placé à côté du four 2 et monté rotatif sur le socle 52 autour d'un axe 50. A son extrémité libre, le bras 51 forme une fourche 53 dans laquelle vient s'engager le récipient 4.

De la sorte, comme on l'a indiqué sur la Figure 1, l'axe 40 du récipient 4 décrit, par rotation du bras 51, une arc de cercle centré sur l'axe 50, entre une position de préchauffage écartée du four et la position de déversement, l'axe 50 étant placé par rapport au four 2 de telle sorte que l'axe 40 du récipient 4 vienne se placer, après rotation, dans l'alignement de l'axe 20 de la cuve 2' du four.

En outre, le récipient est porté par les deux branches 53 du bras 51, par l'intermédiaire de vérins 54 (Figure 4) qui permettent de régler sa hauteur de façon limitée.

Ainsi, dans la position de préchauffage représentée sur la
Figure 2, le récipient 4 peut être posé sur une base fermée 34 fixée sur un plancher 18 et qui obture complètement l'orifice inférieur 45 de la jupe 43.

Par ailleurs, l'extrémité supérieure du récipient 4 peut être fermée par un couvercle amovible 7 qui peut, d'une part, être soulevé et abaissé et, d'autre part, écarté latéralement pour dégager l'ouverture supérieure du récipient 4.

Lorsque le récipient 4 est posé, en position de préchauffage, sur la base 34, le couvercle 7 est d'abord écarté pour permettre l'introduction d'une charge de ferraille froide au moyen d'un panier 14', comme on l'a indiqué sur la Figure 2.

Le couvercle 7 est ensuite refermé et le récipient 4 constitue alors une enceinte fermée dans laquelle on peut faire passer un courant de gaz chauds.

A cet effet, comme on l'a indiqué sur la Figure 4, la jupe 43 est munie d'un orifice latéral muni d'une tubulure 47 sur laquelle peut se brancher une conduite d'arrivée de gaz chauds qui se répandent dans l'espace annulaire et passent entre les coquilles 42 et le bord inférieur de la paroi 41, la fermeture n'étant pas étanche, puis remontent dans le récipient 4 en cédant leur chaleur à la charge de ferraille qui s'y trouve accumulée, et enfin s'échappent par un orifice 71 ménagé dans le couvercle 7.

Le circuit de circulation de gaz chauds a été représenté en détail sur la Figure 8 qui montre l'ensemble de l'installation en position de préchauffage.

Dans cette position, le four 2 est en fonctionnement, le couvercle 23 étant fermé et l'électrode 24 abaissée, l'organe de transport 5 a été tourné du côté opposé au four 2 de façon à placer le récipient de chargement 4 au-dessus du plancher 18 sur la base fermée 34. On notera que les vérins 54 permettent de régler la pression d'application du récipient 4 sur la base 34, la plus grande partie de la charge étant supportée par le bras 51.

Le couvercle 23 du four 2 est muni d'un orifice débouchant dans une tubulure 26 sur laquelle peut être branchée, de façon amovible, une conduite 33 d'évacuation des fumées vers une chambre de combustion 32. De façon particulièrement avantageuse, la chambre de combustion 32 est placée en-dessous du plancher 18 et la conduite 33 passe à l'intérieur du socle 52 de support de l'organe de transport 5. On diminue ainsi la longueur du circuit qui, en outre, est bien protégé. Les gaz produits par la combustion s'échappent vers un circuit de dépoussiérage et d'évacuation par une conduite de sortie 35 sur laquelle est branchée en dérivation une conduite 31 traversant le plancher 18 et munie à son extrémité d'un joint amovible 38.

Des vannes 36 et 37 sont placées respectivement sur les conduites 35 et 31, en aval de la bifurcation de façon à diriger les gaz soit directement vers le dépoussiérage, soit vers la conduite 31.

Lorsque le récipient 4 est placé sur la base 34, dans la position de préchauffage représentée sur la Figure 8, la tubulure 47 vient se placer en face de l'extrémité de la conduite de dérivation 31 sur laquelle elle peut être branchée au moyen du joint 38. De même, dans cette position, la tubulure 71 débouchant dans le couvercle 7 vient se placer devant une conduite 72 d'évacuation des gaz vers le circuit de dépoussiérage et sur laquelle elle peut être branchée par un joint amovible 73.

Ainsi, les fumées sortant du four par la conduite 33 sont dirigées vers la chambre de combustion 32 et, selon la position des vannes 36 et 37, les gaz chauds ainsi produits peuvent être évacués par la conduite de sortie 35 soit vers l'extérieur, soit vers la conduite 31 lorsque le récipient 4 est dans la position de préchauffage. La jupe 43 étant fermée de façon étanche par la base 34, les gaz remontent à l'intérieur du récipient 4, en cédant leur chaleur à la charge de ferraille et sont évacués vers l'extérieur par la tubulure 71 et la conduite d'évacuation 72, celle-ci pouvant être branchée sur la conduite 35.

Lorsque le four 2 doit être réalimenté en ferraille, l'électrode 24 est remontée et la conduite 33 est débranchée, ce qui permet l'ouverture du couvercle 23. De même, les conduites 31 et 72 sont débranchées respectivement des tubulures 47 et 71. Le couvercle 7 est retiré et, le récipient 4, ainsi libéré, est placé par rotation de l'organe de transport 5, au-dessus de la cuve 2' du four dans la position représentée sur les Figures 3 et 4. La ferraille préchauffée est alors déversée dans la cuve 2'.

Selon une autre disposition avantageuse représentée sur les
Figures 3 et 5, l'orifice inférieur 45 de la jupe 43 présente un profil sensiblement identique à celui du bord supérieur de la virole 22 de la cuve 2' du four 2.

Souvent, la virole 22 est cylindrique et, dans ce cas, on donne à l'orifice 45 un profil circulaire de même diamètre.

Mais il arrive aussi que l'on donne à la virole 22 et au couvercle 23 une forme ovoïde de façon à recouvrir le bec de coulée de l'acier ménagé habituellement sur un côté de la sole 21. Dans ce cas, on donnera encore à l'orifice inférieur de la jupe 43 une section circulaire de même diamètre que le four, mais en prolongeant la bride 45 sur un côté par une plaque 46 susceptible de recouvrir la partie ovale du four correspondant au bec de coulée.

Ainsi, lorsque le récipient 4 est placé au-dessus de la cuve du four, celle-ci est entièrement recouverte par la base 45, 46, de la jupe 43 qui peut être placée à une faible distance du bord supérieur de la paroi latérale 22 de la cuve 2' et assure un guidage sensiblement étanche des gaz vers le récipient 4 formant cheminée.

Inversement, la partie inférieure de la jupe 43 est aménagée de façon à canaliser les ferrailles vers le centre de la cuve du four 2' en diminuant ainsi les risques de dépôt sur les bords de la sole et de détérioration de la paroi latérale.

Dans le mode de réalisation de la Figure 6, le couvercle 7 est suspendu à un chariot qui peut se déplacer sur des rails montés sur les deux branches 53 du bras 51.

Selon une autre disposition représentée sur les Figures 4, 5 et 8, le couvercle 7 est suspendu à un bras auxiliaire 74 monté pivotant autour de l'axe 20, au-dessus de l'organe de transport 5, par exemple par l'intermédiaire de câbles de suspension 75 qui permettent de lever ou d'abaisser le couvercle 7.

Lorsque le couvercle 7 est relevé, le bras auxiliaire 74 accompagne le mouvement du bras 51 et du récipient 4 mais est arrêté dans la position transversale 7' représentée sur la Figure 3 et on le laisse dans cette position lorsque l'on ramène le récipient 4 dans sa position de préchauffage 4' après avoir déversé la charge de ferraille préchauffée dans le four 2. Le récipient 4 est ainsi ouvert vers le haut et l'on peut y introduire une nouvelle charge de ferraille froide contenue dans un panier 14 suspendu au pont roulant. Par rotation du bras 74, on ramène alors le couvercle 7 au-dessus du récipient 4 qui a lui-même été abaissé de façon à reposer sur la base 34.On abaisse le couvercle 7 sur la paroi latérale 41 et l'on branche les conduites d'alimentation 31 et d'évacuation 72.des gaz chauds. Le récipient 4 est alors en position pour le préchauffage de la nouvelle charge.

On voit que la réalisation, selon l'invention, du préchauffage de la ferraille à l'intérieur d'un récipient de chargement spécialement aménagé permet de simplifier tout le processus et de rationaliser l'ensemble de l'installation.

Mais l'utilisation d'un organe spécifique 5 de support et de transport du récipient de chargement 4 présente également de nombreux avantages.

En effet, le récipient 4 se déplace ainsi sur un parcours bien déterminé et à un niveau constant entre les deux positions fixes, respectivement, de préchauffage et de déversement dans la cuve. On connaît donc avec précision le chemin parcouru par le récipient de chargement 4 et le niveau du déplacement et les différents organes, en particulier toutes les conduites de circulation des gaz, peuvent être positionnés de façon à rester écartés, à tout moment, du récipient 4 dont le transport s'effectue en toute sécurité.

Le positionnement et les dimensions de l'organe de transport 5 seront prévus dans ce but en tenant compte, notamment, de la forme de la halle 10 et de l'implantation des différents organes.

Ainsi, dans l'exemple représenté sur la Figure 1, les différents dispositifs sont placés dans l'alignement des uns des autres à l'intérieur d'une halle unique 10, le bras de support 51 tournant de 1800 entre la position de prise en charge et la position de déversement. On libère ainsi tout un côté de la halle dans laquelle peuvent être placés, notamment, les dispositifs 6 d'alimentation en additions à partir d'un certain nombre de trémies 61.

Mais l'utilisation d'un organe de transport rotatif entre les deux zones de préchauffage et d'élaboration permet aussi de disposer l'installation, comme on l'a représenté sur les Figures 7 et 8, dans deux halles parallèles, respectivement une halle 10a où sont placées la zone de réception A, la zone de préchauffage B et la zone D de préparation des éléments d'addition, et une halle lOb dans laquelle est placé uniquement le four, sur un plancher de coulée entièrement dégagé. Toutes les manutentions des paniers s'effectuent ainsi dans la halle 10a et la halle lOb est munie d'un pont roulant qui sert uniquement à l'entretien.

Il est ainsi plus facile d'isoler le four et de capter les fumées, tous les circuits de gaz étant ramenés dans la halle de préparation 10a.

On notera que, comme on connaît exactement le niveau du déplacement du récipient 4, ce dernier peut être rapproché autant que possible de la cuve 2' du four pour assurer la canalisation du courant ascendant de fumées ainsi que le guidage des ferrailles descendant dans la cuve du four 2. Les risques de pollution sont ainsi diminués.

Un autre avantage important de l'invention réside dans le fait que, comme le préchauffage est réalisé directement dans le récipient de chargement du four et dans une position fixe, et que le transport du récipient depuis cette position jusqu'à la position de déversement dans le four est effectué au moyen d'un organe spécifique de transport suivant un chemin déterminé, il est possible d'automatiser toutes les opérations de chargement, ce qui n'est pas possible lorsque l'on utilise un pont roulant. La sécurité des opérations est ainsi augmentée.

Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux détails des modes de réalisation qui viennent d'être décrits, d'autres perfectionnements et d'autres variantes pouvant être imaginés.

En particulier, dans les exemples représentés sur les Figures, le récipient de chargement 4 est fixé de façon permanente sur le bras 51.

Il est alors chargé en ferraille froide dans la position de préchauffage, avant fermeture du couvercle.

Mais on peut aussi utiliser un récipient amovible placé en position de préchauffage, à l'écart de l'organe de transport. Le récipient est alors chargé en ferraille froide puis branché sur les circuits de gaz le temps nécessaire au préchauffage. Ensuite, les circuits sont débranchés et le récipient est repris par le pont roulant 12 pour être placé sur le bras 51, dans la fourche 53.

On pourrait aussi disposer de plusieurs récipients spécialement aménagés et chargés à l'avance de ferraille froide pour être placés l'un après 1'autre en position de préchauffage sur l'organe de transport 5.

Par ailleurs, s'il est avantageux de placer la chambre de combustion 32 sous le plancher 18 pour la relier facilement à l'enceinte de préchauffage 4 en faisant circuler les gaz chauds de bas en haut,on pourrait imaginer d'autres dispositions et un sens de circulation inversé, par exemple lorsque les perfectionnements selon l'invention sont adaptés à une installation existante et que l'on désire conserver autant que possible l'implantation des moyens de production et de circulation des gaz chauds.

En outre, le couvercle 7 de fermeture de l'enceinte de préchauffage 4 pourrait être maintenu sur celle-ci en position de déversement, la tubulure 71 étant alors branchée, de façon amovible, sur un circuit d'évacuation des fumées vers des moyens de dépoussiérage.

Enfin, les circuits de circulation des gaz chauds pourraient être disposés autrement, par exemple en faisant déboucher verticalement la conduite 31 dans un orifice ménagé dans la base 34 de fermeture du récipient de chargement 4.

Les signes de référence, inséres après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et n'en limitent aucunement la portée.

Claims (18)

REVENDICATIONS

1. Installation de production d'un métal tel que l'acier par fusion d'une matière ferreuse telle que de la ferraille comportant - au moins un four électrique comprenant une cuve de fusion fermée par un couvercle amovible et au moins une électrode reliée à une source de courant et susceptible de pénétrer verticalement dans la cuve en traversant le couvercle, - des moyens d'approvisionnement de la ferraille sous forme de charges individuelles destinées à être introduites l'une après l'autre dans le four, - des moyens de préchauffage de chaque charge de ferraille avant son introduction dans le four, - des moyens d'introduction dans le four, après ouverture de couvercle, d'une charge de ferraille préchauffée, par l'intermédiaire d'un récipient de chargement limité par une paroi latérale tubulaire à axe vertical, ouverte à une extrémité supérieure et à une extrémité inférieure, cette dernière étant munie d'un fond amovible pour le déversement vers le bas d'une charge de ferraille introduite par le haut,

caractérisée par le fait que le récipient de chargement du four peut être placé alternativement dans une position fixe de préchauffage puis, au-dessus du four, dans une position de déversement de la ferraille, et est associé à des moyens amovibles de fermeture sensiblement étanche, au moins en position de préchauffage, de ses deux extrémités, respectivement supérieure et inférieure, de façon à constituer une enceinte fermée de préchauffage de la charge de ferraille qu'il contient, ladite enceinte étant munie de deux orifices écartés en hauteur et susceptibles d'être reliés de façon amovible, en position de préchauffage, l'un à une conduite d'introduction d'un courant de gaz chauds et l'autre à une conduite d'évacuation desdits gaz.

2. Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le moyen de fermeture étanche de l'extrémité inférieure du récipient de chargement est constitué d'une paroi formant une jupe entourant toute la partie inférieure du récipient et ayant un bord supérieur relié de façon étanche à la paroi latérale du récipient et un bord inférieur limitant un orifice inférieur de la jupe s ouvrant largement vers le bas à un niveau plus bas que l'extrémité inférieure du récipient, ledit récipient étant posé, en position de préchauffage, sur un plancher muni d'une base fixe sur laquelle peut venir s'appliquer le bord inférieur de la jupe pour l'obturation étanche de l'orifice inférieur de celle-ci.

3. Installation selon la revendication 2, caractérisée par le fait que, le fond amovible du récipient étant constitué d'au moins deux coquilles relevables, les dimensions de la jupe sont déterminées de façon que celle-ci limite, avec la paroi latérale du récipient, un espace annulaire fermé vers le haut et dans lequel peuvent venir s'insérer lesdites coquilles en position relevée.

4. Installation selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le bord inférieur de la jupe a un profil correspondant sensiblement à celui du bord supérieur de la cuve du four de telle sorte que, en position de déversement, ladite jupe forme un moyen de guidage ascendant des fumées sortant du four vers le récipient qui constitue une cheminée d'évacuation desdites fumées.

5. Installation selon la revendication 4, caractérisée par le fait que la jupe du récipient de chargement est aménagée pour servir au guidage descendant des ferrailles vers la cuve.

6. Installation selon la revendication 4, caractérisée par le fait que, après déplacement et mise en place du récipient de chargement au-dessus de la cuve, ledit récipient est légèrement abaissé de façon que la base de la jupe s'applique sur le bord supérieur de la cuve.

7. Installation selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisée par le fait que l'orifice inférieur de branchement du circuit de circulation des gaz est ménagé sur la paroi de la jupe.

8. Installation selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisée par le fait que l'orifice inférieur de branchement du circuit de circulation des gaz est ménagé dans la base fixe de fermeture de la jupe.

9. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le moyen de fermeture de l'extrémité supérieure du récipient de chargement et de préchauffage est un couvercle monté sur un support avec une possibilité de déplacement vertical limité pour son application sur le récipient et son relèvement, et une possibilité de déplacement horizontal pour son écartement du récipient en position relevée.

10. Installation selon la revendication 9, caractérisée par le fait que le couvercle est relevé et écarté du récipient avant la mise en place de celui-ci dans la position de déversement.

11. Installation selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisée par le fait que l'orifice supérieur de branchement sur le circuit de circulation de gaz chauds est ménagé sur le couvercle et que, après débranchement dudit orifice, le couvercle est maintenu sur le récipient de chargement et de préchauffage et, lorsque ce dernier est placé en position de déversement dans la cuve, l'orifice du couvercle est branché de façon amovible sur un circuit d'évacuation des fumées.

12. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comprend un organe spécifique de transport du récipient de chargement et de préchauffage à un niveau constant et suivant un parcours déterminé, entre la position de préchauffage et la position de déversement de la ferraille préchauffée.

13. Installation selon la revendication 12, caractérisée par le fait que le récipient de chargement et de préchauffage est monté de façon amovible sur l'organe spécifique de transport et de déplacement, et que ledit récipient est d'abord chargé en ferraille et placé dans la position de préchauffage où les deux orifices sont branchés respectivement sur les conduites d'introduction et d'évacuation des gaz chauds pour le préchauffage de la ferraille, puis est posé sur l'organe spécifique de transport, après débranchement desdites conduites, pour etre placé dans la position de déversement.

14. Installation selon la revendication 12, caractérisée par le fait que le récipient de chargement et de préchauffage est monté de façon permanente sur l'organe spécifique de transport et que, dans la position de préchauffage, le récipient est d'abord chargé en ferraille froide puis le couvercle est refermé et le récipient est branché sur les conduites d'introduction et d'évacuation des gaz, et, après le préchauffage, les conduites sont débranchées et l'organe de transport déplace le récipient jusqu'à la position de déversement.

15. Installation selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisée par le fait que l'organe de transport du récipient de chargement comporte au moins un bras monté pivotant autour d'un axe vertical sur un socle fixe placé entre la zone de réception et la zone d'élaboration et s'étendant en porte-à-faux jusqu a une extrémité libre munie de moyens de support du récipient de chargement, et des moyens de commande de la rotation dudit bras autour de son axe pour le déplacement du récipient de transport suivant un arc de cercle entre la position de préchauffage et la position de déversement de la ferraille dans la cuve du four.

16. Installation selon la revendication 15, caractérisée par le fait que l'organe de transport est muni de moyens de commande d'un déplacement vertical d'ampleur limitée du récipient de chargement par rapport au niveau du déplacement.

17. Installation selon la revendication 15, caractérisée par le fait que le circuit de circulation des gaz chauds comprend une conduite d'évacuation des fumées du four, susceptible d'être branché de façon amovible sur le couvercle du four et traversant le socle de l'organe de transport pour déboucher dans une chambre de combustion placée sous le plancher de support du récipient de chargement en position de préchauffage, les gaz brûlés étant évacués vers des moyens de dépoussiérage par un circuit sur lequel est branchée en dérivation une conduite munie à son extrémité opposée de moyens amovibles de branchement sur l'orifice inférieur dudit récipient.

18. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle est placée dans un bâtiment comportant deux halles parallèles adjacentes, respectivement une halle de préparation dans laquelle sont placées la zone de réception et la zone de préchauffage, et une halle d'élaboration dans laquelle est placé le four, l'organe de transport étant placé sur la jonction des deux halles pour le passage du récipient de chargement d'une halle à l'autre.