FR2680179A1 - Improvements made to devices for plugging casting holes of blast furnaces - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention est relative à des perfectionnements apportés à un dispositif de bouchage des trous de coulée des hauts-fourneaux. The present invention relates to improvements made to a device for plugging tap holes in blast furnaces.
On sait que l'on utilise à l'heure actuelle des dispositifs spécialement conçus dans ce but, généralement désignés sous l'appellation de "boucheuse" dont la fonction est d'injecter des masses réfractaires dites masses de bouchage dans les orifices qui sont pratiqués à la base des hauts-fourneaux pour la coulée du métal liquide. We know that we currently use devices specially designed for this purpose, generally referred to as "capper" whose function is to inject refractory masses called plugging masses into the orifices which are made at the base of blast furnaces for the casting of liquid metal.
Les boucheuses actuellement réalisées sont généralement constituées d'une enveloppe cylindrique étanche dans laquelle est prévue un piston pouvant se déplacer dans une chambre étanche délimitée dans ladite enveloppe et contenant la masse réfractaire de bouchage, ce piston dit piston de compression étant déplacé par un système de poussée approprié pour injecter la masse de bouchage dans le trou de coulée au travers d'un tube d'évacuation prévu à l'extrémité de ladite boucheuse, ce tube débouchant et s'appliquant sur le trou de coulée. The cappers currently produced generally consist of a sealed cylindrical envelope in which is provided a piston which can move in a sealed chamber delimited in said envelope and containing the refractory plugging mass, this piston called compression piston being moved by a system of appropriate thrust to inject the plugging mass into the taphole through a discharge tube provided at the end of said capper, this tube opening and applying to the taphole.
Genéralement, le débouchage du trou de coulée s'effectue soit par perforation, en utilisant le foret d'une perforatrice soit, de plus en plus souvent en plaçant une barre métallique dite barre perdue dans la masse de bouchage en place dans le trou de coulée. Cette barre est habituellement enfoncée dans la masse de bouchage, après injection de cette dernière, en utilisant la perforatrice adaptée à cet effet et, lors de la coulée, la barre est extraite de la masse de bouchage, ce qui assure le débouchage du trou de coulée, et simultanément le calibrage de ce dernier. Generally, the unblocking of the tap hole is done either by perforation, using the drill of a hole punch or, more and more often by placing a metal bar called bar lost in the plugging mass in place in the tap hole . This bar is usually pressed into the stopper mass, after injection of the latter, using the perforator adapted for this purpose and, during casting, the bar is extracted from the stopper mass, which ensures the unblocking of the hole. casting, and simultaneously the calibration of the latter.
Cette méthode présente un intérêt certain cependant elle présente l'inconvénient de devoir mettre en oeuvre deux opérations successives avec deux outils différentes : la boucheuse pour l'injection de la masse de bouchage et la perforatrice adaptée pour la mise en place de la barre perdue dans la masse de bouchage. This method is of definite interest, however, it has the drawback of having to carry out two successive operations with two different tools: the capper for injecting the capping mass and the hole punch adapted for placing the lost bar in the blocking mass.
La présente invention se propose d'apporter un dispositif perfectionné permettant de réaliser simultanément l'injection de la masse de bouchage dans le trou de coulée et la mise en place d'une barre perdue dans cette masse. The present invention proposes to provide an improved device for simultaneously carrying out the injection of the plugging mass into the taphole and the positioning of a rod lost in this mass.
Cette invention a donc pour objet un dispositif pour 1' injection de masses réfractaires dites de bouchage dans le trou de coulée d'un haut-fourneau et la mise en place simultanée d'une barre perdue permettant de faciliter le débouchage du trou de coulée par extraction de ladite barre, ce dispositif comprenant une enveloppe cylindrique étanche dans laquelle peut se déplacer un piston de compression de la masse de bouchage sous l'effet d'un système de poussée, l'injection de ladite masse de bouchage étant réalisée par déplacement dudit piston dans une chambre étanche contenant la masse de bouchage et délimitée dans ladite enveloppe, caractérisé en ce que l'axe dudit système de poussée est creux de manière à pouvoir y positionner ladite barre perdue et en ce que l'on y prévoit des moyens permettant de déplacer ladite barre perdue en même temps que s'effectue l'injection de la masse de bouchage, cette barre venant ainsi se positionner dans la masse de bouchage simultanément injectée dans le trou de coulée, où elle demeure après l'exécution de l'opération de bouchage. This invention therefore relates to a device for injecting refractory masses called plugging into the taphole of a blast furnace and the simultaneous placement of a lost rod to facilitate the unblocking of the taphole by extraction of said bar, this device comprising a sealed cylindrical envelope in which a piston for compressing the blocking mass can move under the effect of a thrust system, the injection of said blocking mass being carried out by displacement of said piston in a sealed chamber containing the plugging mass and delimited in said envelope, characterized in that the axis of said thrust system is hollow so as to be able to position said lost bar therein and in that means are provided for it to move said lost bar at the same time as the injection of the plugging mass is carried out, this bar thus being positioned in the sim subsequently injected into the tap hole, where it remains after the completion of the capping operation.
Selon un mode de réalisation préféré du dispositif objet de l'invention ladite barre perdue est déplacée au travers de l'axe creux dudit système de poussée par l'intermédiaire d'une barre de poussée qui est entraînée en translation par tout moyen approprié tel que notamment un moto-réducteur entralnant un rouleau à gorge ou à crans sur lequel prend appui ladite barre de poussée, des moyens pouvant en outre être prévus pour entralner en rotation hélicoidale ladite barre perdue lors de son déplacement longitudinal par la barre de poussée pour sa mise en place dans la masse de bouchage injectée dans le trou de coulée. According to a preferred embodiment of the device which is the subject of the invention, said lost rod is moved through the hollow axis of said thrust system by means of a thrust rod which is driven in translation by any suitable means such as in particular a gear motor entralnant a grooved roller or notches on which bears said push bar, means may also be provided to entralner in helical rotation said bar lost during its longitudinal displacement by the push bar for its setting in place in the stopper mass injected into the tap hole.
Selon une autre caractéristique de 1 invention, le système de poussée peut être réalisé sous la forme d'un vérin à double effet actionné par un système hydraulique ou pneumatique ou bien par un système électro-mécanique. According to another characteristic of 1 invention, the thrust system can be produced in the form of a double-acting cylinder actuated by a hydraulic or pneumatic system or else by an electro-mechanical system.
Selon l'invention, la barre perdue peut être montée dans le dispositif de bouchage soit par l'avant, soit par l'arrière. Elle peut être constituée en un ou plusieurs éléments. According to the invention, the lost bar can be mounted in the closure device either from the front or from the rear. It can be made up of one or more elements.
Selon l'invention, cette barre perdue est réalisée en tout matériau approprié notamment métallique tel que de l'acier ou en réfractaires, cermets, carbure de silicium, etc., elle peut être pleine ou bien elle peut être munie d'un canal axial sur lequel débouchent des canaux radiaux débouchant eux-mêmes sur la périphérie extérieure de ladite barre perdue, de manière à permettre d'injecter ou d'évacuer diverses compositions, notamment des gaz au travers de la masse de bouchage. According to the invention, this lost bar is made of any suitable material, in particular metallic, such as steel or of refractories, cermets, silicon carbide, etc., it can be solid or else it can be provided with an axial channel. onto which radial channels open out, themselves opening onto the outer periphery of said lost bar, so as to allow various compositions, in particular gases, to be injected or evacuated through the plugging mass.
Selon l'invention, l'extrémité de la barre perdue qui, à l'issue du bouchage est située au débouché du trou de coulée dans le haut-fourneau, est munie d'une plaque en forme de disque de manière à retenir le champignon de masse réfractaire de bouchage qui se forme dans le hautfourneau autour du bouchage lors de l'injection de ladite masse. La barre métallique, par conduction, permet également d'assurer la cuisson plus rapide de la masse injectée dans l'axe du trou de coulée et notamment de la poche froide qui se situe en arrière du champignon. According to the invention, the end of the lost rod which, at the end of the plugging is located at the outlet of the tap hole in the blast furnace, is provided with a disc-shaped plate so as to retain the fungus blocking refractory mass which forms in the blast furnace around the blockage during the injection of said mass. The metal bar, by conduction, also ensures faster cooking of the mass injected in the axis of the taphole and in particular of the cold pocket which is located behind the mushroom.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après en référence au dessin annexé qui en illustre divers exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. Sur le dessin
- la figure 1 est une vue partielle représentant le dispositif de bouchage selon la présente invention en cours de fonctionnement pour l'injection de la masse de bouchage et simultanément la mise en place de la barre perdue dans le trou de coulée d'un haut-fourneau, cette vue partielle étant une coupe axiale longitudinale.Other characteristics and advantages of the present invention will emerge from the description given below with reference to the appended drawing which illustrates various embodiments thereof which are devoid of any limiting character. On the drawing
- Figure 1 is a partial view showing the closure device according to the present invention during operation for the injection of the closure mass and simultaneously the positioning of the lost bar in the tap hole of a high- furnace, this partial view being a longitudinal axial section.
La figure 2 est une vue schématique en coupe axiale longitudinale d'un dispositif de bouchage perfectionné selon la présente invention et,
La figure 3 est une vue partielle schématique en coupe axiale longitudinale illustrant un exemple de réalisation d'une barre perdue.FIG. 2 is a schematic view in longitudinal axial section of an improved closure device according to the present invention and,
Figure 3 is a schematic partial view in longitudinal axial section illustrating an embodiment of a lost bar.
En se référant à la figure 1 et ainsi qu'on l'a précisé dans le préambule de la présente description, le dispositif de bouchage objet de la présente invention, désigné dans son ensemble par la référence 10 est conçu de façon à simultanément injecter une masse réfractaire de bouchage dans le trou de coulée 12 d'un haut-fourneau 14 et à mettre en place une barre perdue 16 dans la masse de bouchage ainsi injectée dans le trou de coulée. Lors de la coulée, ladite barre perdue 16 est extraite de façon à assurer le débouchage du trou de coulée et le calibrage de ce dernier. Referring to FIG. 1 and as has been specified in the preamble to the present description, the closure device object of the present invention, generally designated by the reference 10 is designed so as to simultaneously inject a refractory plugging mass in the taphole 12 of a blast furnace 14 and to place a lost rod 16 in the plugging mass thus injected into the taphole. During casting, said lost bar 16 is extracted so as to unblock the tap hole and calibrate the latter.
On se réfère maintenant à la figure 2 qui représente un mode de réalisation préféré du dispositif de bouchage selon l'invention. Referring now to Figure 2 which shows a preferred embodiment of the closure device according to the invention.
Ce dispositif comprend un corps 18 constitué d'une enveloppe de forme généralement cylindrique dont la partie avant (côté droit en regardant la figure 2) comporte une chambre de stockage et de compression de la masse réfractaire de bouchage. Cette masse est introduite dans la chambre 20 au travers d'un orifice obturé par une plaque 24 et elle est injectée, comme on le verra ciaprès, dans le trou de coulée au travers de l'orifice d'injection 26 débouchant dans la chambre de stockage et de compression 20. This device comprises a body 18 consisting of an envelope of generally cylindrical shape, the front part (right side looking at FIG. 2) comprises a chamber for storing and compressing the plugging refractory mass. This mass is introduced into the chamber 20 through an orifice closed by a plate 24 and it is injected, as will be seen below, into the taphole through the injection orifice 26 opening into the storage and compression 20.
Dans le corps 18 est prévu le piston de compression de la masse de bouchage positionné dans la chambre 20. Dans l'exemple de réalisation représenté sur le dessin ce piston de compression est un piston à double effet comportant deux pistons 28 et 28'commandés par un système de poussée soit hydraulique ou pneumatique soit électro-mécanique. In the body 18 is provided the compression piston for the sealing mass positioned in the chamber 20. In the embodiment shown in the drawing, this compression piston is a double-acting piston comprising two pistons 28 and 28 ′ controlled by a hydraulic or pneumatic or electro-mechanical thrust system.
L'axe du système de poussée est creux de façon à y positionner la barre perdue 16 cette dernière pouvant se déplacer, de la manière décrite ci-après au travers dudit axe. Dans l'exemple de réalisation illustré par la figure 2 l'axe du système de poussée est constitué par la tige creuse 30 du vérin double effet 28 et 28', la barre perdue 16 pouvant se déplacer d'un mouvement de translation longitudinal au travers de cette tige creuse 30, qui en assure le guidage lors de ce déplacement. The axis of the thrust system is hollow so as to position the lost bar 16 therein, the latter being able to move, as described below through said axis. In the embodiment illustrated in FIG. 2, the axis of the thrust system consists of the hollow rod 30 of the double-acting cylinder 28 and 28 ′, the lost bar 16 being able to move in a longitudinal translation movement through of this hollow rod 30, which provides guidance during this movement.
L'étanchéité est assurée d'une part par la présence des joints d'étanchéité tel que 32, 32' qui sont prévus sur les entretoises de guidage de la tige creuse 20 et d'autre part, grâce à la présence d'une chambre 36 dans laquelle s'effectue la récupération des fuites de masse de bouchage au travers du vérin 28. Les matériaux qui constituent les différents joints d'étanchéité du dispositif selon l'invention sont choisis de manière à résister à des températures supérieures à 1000C. Sealing is ensured on the one hand by the presence of seals such as 32, 32 'which are provided on the guide spacers of the hollow rod 20 and on the other hand, thanks to the presence of a chamber 36 in which is carried out the recovery of plugging mass leaks through the jack 28. The materials which constitute the various seals of the device according to the invention are chosen so as to withstand temperatures above 1000C.
La barre perdue 16 est déplacée au travers de la tige creuse 30 à l'aide d'une barre de poussée 38 positionnée axialement dans le corps 18 et entralné par l'intermédiaire de tout système approprié, par exemple par un rouleau à gorge ou à cran 40 mû par un moteur 42. La barre est guidée d'une part par un rouleau libre 44 placé en regard du rouleau moteur 40 et d'autre part par l'intermédiaire de rouleaux libres à gorge ou à cran 46 montés sur axes. Le moteur 42 peut être du type électrique, pneumatique ou thermique. On peut également utiliser un moteur pas à pas. The lost bar 16 is moved through the hollow rod 30 by means of a push bar 38 positioned axially in the body 18 and entralée via any suitable system, for example by a grooved roller or notch 40 driven by a motor 42. The bar is guided on the one hand by a free roller 44 placed opposite the motor roller 40 and on the other hand by means of free grooved or notched rollers 46 mounted on axes. The motor 42 can be of the electric, pneumatic or thermal type. You can also use a stepper motor.
La barre perdue 16 peut être mise en place dans le dispositif de bouchage soit par l'avant, soit par l'arrière de ce dernier. L'extrémité de cette barre 16 peut être munie d'une plaque de fond 48 en forme de disque circulaire éventuellement vissée sur ladite extrémité, cette plaque permettant de retenir la masse de bouchage au point le plus bas du trou de coulée 12 ainsi qu'on peut le voir sur la figure 1. The lost bar 16 can be placed in the closure device either from the front or from the rear of the latter. The end of this bar 16 can be provided with a bottom plate 48 in the form of a circular disc possibly screwed onto said end, this plate making it possible to retain the plugging mass at the lowest point of the taphole 12 as well as you can see it in figure 1.
La barre perdue 16 peut être réalisée en un ou plusieurs éléments, pouvant être reliés entre eux par un système du type généralement dénommé "pointe de diamant" permettant d'obtenir une rotation hélicoïdale des éléments de la barre perdue lors de sa mise en place dans le trou de coulée. De même, on peut également prévoir ce même système "pointe de diamant" à l'extrémité 38' de la barre de poussée 38 de manière que cette dernière communique ce mouvement de rotation hélicoïdal à la barre perdue 16 lors de sa translation longitudinale. The lost bar 16 can be made of one or more elements, which can be linked together by a system of the type generally known as a "diamond point", making it possible to obtain a helical rotation of the elements of the lost bar when it is placed in the tap hole. Likewise, this same "diamond point" system can also be provided at the end 38 ′ of the push bar 38 so that the latter communicates this helical rotation movement to the lost bar 16 during its longitudinal translation.
Le fonctionnement du dispositif de bouchage selon l'invention est le suivant
En même temps que s'effectue l'injection de la masse de bouchage au travers de l'orifice d'évacuation 26 par déplacement du piston 28 dans la chambre 20, le système d'entralnement ( rouleau 40 - moteur 42 ) déplace longitudinalement la barre de poussée 38, laquelle repousse la barre perdue 16 au travers de la tige creuse 30 du système de poussée. Cette barre perdue est donc mise en place dans le trou de coulée en même temps qu'est injectée la masse de bouchage. La progression de la barre perdue s'effectue à une vitesse variable et à un moment déterminé en fonction de la plasticité de la masse réfractaire de bouchage ainsi injectée.The operation of the closure device according to the invention is as follows
At the same time as the sealing mass is injected through the evacuation orifice 26 by displacement of the piston 28 in the chamber 20, the entrainment system (roller 40 - motor 42) moves the push bar 38, which pushes the lost bar 16 through the hollow rod 30 of the push system. This lost bar is therefore placed in the tap hole at the same time as the plugging mass is injected. The progress of the lost rod takes place at a variable speed and at a determined moment as a function of the plasticity of the plugging refractory mass thus injected.
La barre perdue 16 peut être réalisée par exemple en acier ou en tout matériau réfractaire approprié. Elle peut être soit pleine, soit pourvue de canaux permettant l'injection de toutes compositions voulues (notamment des gaz). Cette variante de l'invention est représenté sur la figure 3 sur laquelle on voit que la barre perdue 16' comporte un canal axial 50 sur lequel débouche des canaux radiaux tels que 52. Ces canaux radiaux 52 débouchent sur la masse de bouchage injectée dans le trou de coulée. The lost bar 16 can be made, for example, of steel or any suitable refractory material. It can be either full, or provided with channels allowing the injection of any desired compositions (in particular gases). This variant of the invention is shown in FIG. 3 in which it can be seen that the lost bar 16 ′ has an axial channel 50 onto which radial channels such as 52 open out. These radial channels 52 open onto the plugging mass injected into the tap hole.
Grâce à cette disposition il est possible, lors du fonctionnement du haut-fourneau, d'injecter ou d'évacuer au travers de la barre perdue des compositions gazeuses (notamment CO ou C02) au travers de la masse de bouchage, notamment en vue de sa conservation. Thanks to this arrangement it is possible, during the operation of the blast furnace, to inject or evacuate through the lost bar gaseous compositions (in particular CO or C02) through the plugging mass, in particular with a view to its conservation.
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