LU84015A1 - Dispositif de controle de l'ecoulement de la matiere de chargement d'une enceinte de stockage dans une installation de chargement d'un four a cuve - Google Patents

Description

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Dispositif de contrôle de l'écoulement de la matière de chargement d’une enceinte de stockage dans une installation de chargement d'un four à cuve 5 La présente invention concerne un dispositif de contrôle de l'écoulement de la matière de chargement d'une enceinte de stockage dans une installation de chargement d’un four à cuve, pourvue d'une goulotte de distribution orientable montée dans la tête du four, ladite enceinte 10 comprenant un fond d'écoulement en forme d'entonnoir, pro-' longé vers le bas par une tubulure d'écoulement qui coopère 5 avec un registre de dosage pour régler le débit d'écoule ment.

Les goulottes de distribution orientables ont 15 de plus en plus tendance à remplacer les cloches traditionnelles de distribution, ceci aussi bien dans les nouveaux hauts fourneaux que lors de la réfection d'anciens fours. Une des principales raisons est que ces goulottes permettent une meilleure maîtrise de la distribution de la 20 matière de chargement, ce qui est essentiel pour une bonne marche du four, surtout dans les fours à haute performance.

Or, pour profiter au maximum des possibilités offertes par une goulotte de distribution orientable, il est absolument nécessaire de pouvoir dominer également la 25 chute de la matière de chargement sur la goulotte et d'éliminer tous les facteurs et paramètres susceptibles de réduire les performances de la goulotte de distribution.

De nombreux efforts ont déjà été entrepris dans » ce sens et des propositions concx-ètes, avec essais à l'appui, 30 ont également déjà été faits. C'est ainsi que la demande de brevet luxembourgeois No 83.279 propose un sas de stockage unique monté avec son orifice d'écoulement symétriquement autour de l'axe du four. Cette disposition permet une chute verticale et centrale sur la goulotte et élimine les 35 irrégularités bien connues dans les installations à deux sas et provenant du fait crue la matière de chargement est guidée par un passage oblique alternativement entre l'un ou l'autre des sas et un canal vertical sous-jacent débou- i ( chant sur la goulotte ce distribution.

La deniande.de brevei luxembourgeois 83 548 résoud le problème d'une ségrégation des particules des granulométries différentes qui se produit à 11 intérieur du sas de stockage lors de son remplissage et qui est responsable du fait que 5 dans la phase initiale de vidange du sas, la proportion de petites particules est plus élevée qu'elle ne devrait l'être, alors que vers la fin de la phase de vidange, c'est l'inverse qui se produit. Pour résoudre ce problème, la demande de brevet en question propose un dispositif de répartition de la 10 matière de chargement dans le sas. Ce dispositif, qui se présente sous forme d'un caisson ou d'un cône de répartition, est monté dans la partie supérieure du sas, dans la trajectoire de chute de la matière.

Malgré ces mesures déjà prises, d'autres irrégularités 15 ont récemment été constatées lors d'essais effectués par la demanderesse. Ces irrégularités concernent la courbe représentant la diminution du poids du sas en fonction du temps lors de l'écoulement, autrement dit, le débit d'écoulement. Normalement, on s'attendrait à ce que cette fonction soit une 20 droite. Or, en pratique, ce n'est pas le cas.

Il a d'abord été constaté que le débit est plus fort quand le sas est plein, que lorsqu'il commence à se vider. L'explicaion de ce phénomène est que lorsque le registre de dosage est ouvert quand le sas est plein, le poids de la co-25 lonne de matière au-dessus de l'ouverture d1 écoulement est plus grand, de sorte que la pression sur la matière qui s'engage dans l'ouverture est plus grande et augmente, par conséquent, le débit.

Une autre irrégularité est constituée par le fait qu ' à 30 la courbe générale du débit se superposent des fluctuations relativement faibles en amplitude, mais à fréquence relativement élevée. Ces fluctuations se remarquent surtout dans la phase initiale de vidange, lorsque le sas est olein, et s'atténuent progressivement lorsque le niveau dans le sas diminue. 35 L'explication de ce phénomène semble être la suivante : d'une part, au niveau de l'ouverture d'écoulement, c.à.d. au niveau du col défini entra l'entonnoir d!écoulement et la tubulure j verticale qui le prolonge vers le bas, se forment des bouchons ou ponts de matière, qui s'affaissent et se reiorntent succès— * - - 4 - mière irrégularité, dont question ci-dessus, mais également la deuxième, car le plateau oblige la matière de chargement de s'engager dans l'ouverture d'écoulement par glissement le long de la paroi inclinée, contrairement à ce qui se passait auparavant, où 5 la descente centrale était responsable de la formation de bouchons et provoquait les fluctuations de la courbe de débit décrite ci-dessus.

D'autres particularités et caractéristiques ressortiront de la description détaillée d'un mode de réalisation préféré, présenté ci-dessous, à titre d'illustration, en référence aux dessins 10 annexés, dans lesquels :

La figure 1 montre, à 1 ' aide d' un graphique, la diminution du poids du sas de stockage, en fonction du temps, lors de l'écoulement de la matière dans une installation classique,

La figure 2 montre schématiquement, en coupe verticale, 15 une installation avec un dispositif de contrôle conformément à la présente invention,

La figure 3 montre schématiquement le sas de stockage de la figure 2 en cours de vidange et

La figure 4 montre la courbe de la figure 1 corrigée au 20 moyen du dispositif selon les figures 2 et 3.

Sur le graphique de la Figure 1, la droite A représente le débit théorique, pour une ouverture donnée du registre de dosage, c.à.d. la diminution linéaire de poids brut du sas de stockage par unité de temps.

25 La courbe B représente les mesures effectuées dans une installation connue et qui est affectée des irrégularités décrites ci-dessus. D'abord, on constate que la courbe B est située, dans la partie centrale, en-dessous de la droite A, ce qui veut dire que dans la phase initiale de vidange, la diminution de poids, c.à.d.

30 le débit d'écoulement, est plus fort que dans la phase terminale.

Il s'agit là de la première irrégularité.

La deuxième irrégularité est constituée par les fluctuations bien visibles dues à la formation de ponts et bouchons successifs dans la phase initiale de vidange. Comme on peut le constater, 35 ces fluctuations, quoique ne disparaissant pas complètement, ont tendance à s' atténuer au fur et à mesure que le sas se vide de son cancer Les figures 2 et 3 montrent un sas de stockage 6 f d'une installation de chargement du genre proposé par la ! demande de brevet luxembourgeois 83.279, c'est-à-dire qu'il ’ÿ 40 s'agit d'un sas unique monté symétriquement autour de - 3 - sivement, à une cadence plus >:.u moins rapide, pendant la durée de l'écoulement. Lors de la fojr.ation d'ur. tel pont, le débit, quoique ne tombant pas à zéro, car ces ponts commencent déjà à se désagréger par le dessous pendant leur formation, diminuent néanmoins 5 de façon sensible. Par la suite de la désagrégation par en-dessous et du poids s ' exerçant par le dessus, ces ponts s ' affaissent brusquement, ce qui provoque une augmentation momentanée du débit.

En dehors de ces bouchons et ponts successifs au niveau de l'écoulement, il est à noter qu'il se forme également des creux 10 et des ponts à l'intérieur de la massa sur toute la hauteur de 1' axe central vertical. Lorsqu'un tel creux se rebouche, c.à.d. que le pont qui s'est formé au-dessus s'affaisse brusquement le poids de la matière en chute n'est momentanément pas saisi, c.à.d. que la courbe de mesure du poids chute brusquement. Par contre 15 lors de l'impact de cette matière quand ce pont s'écrase le poids est, à nouveau, saisi et 1' impact même produit une impulsion supplémentaire sur les organes de mesure, de sorte que la courbe de mesure augmente brusquement.

La répétition de ces phénomènes semble être responsable 20 des fluctuations qui se superposent à la courbe du débit.

Le but de la présente invention est la suppression de ces phénomènes, autrement dit, un dispositif permettant une uniformisation du débit de l'écoulement de la matière de chargement hors du sas de stockage.

25 Pour atteindre cet objectif, la présente invention propose un dispositif du genre décrit dans le préambule, qui est essentiellement caractérise par un plateau monté à l'intérieur du sas, dans le fond d'écoulement, coaxial errent par rapport à celui-ci.

’ Pour éviter une usure trop rapide de ce plateau, celui-ci 30 est, de préférence, conçu en forme de caissons matière-matière.

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Pour atteindre une courbe de débit optimale, 1' inclinaison » par rapport à 1'horizontale, de la paroi du fond d'écoulement coni que du sas est, de préférence, au moins égaie à 55°.

Le dispositif proposé psr 1 ' invention est particulièrement 35 intéressant dans une installation où le sas est monté symétriquement sur 1 ' axe du four.

L'effet ce ce plateau est de supporter la colonne centrale I de la matière et de supprimer 1 · action du poids de celle-ci sur 11 ou- 4. _ 0?» verture d* écoulement:. Cette mesure atténue non seulement la are- —j i - 5 - l'axe 0 au-dessus d'un four à cuve S dont on voit la partie supérieure sur la figure 2.

L'enceinte de stockage 6 comporte une partie cylindrique 8 et un fond d'écoulement 10 en forme d'entonnoir 5 dont l'orifice d'écoulement débouche dans une tubulure 12 à travers laquelle la matière de chargement tombe sur une goulotte de distribution orientable non montrée. La tubulure d'écoulement 12 se trouve dans une cage à clapets renfermant un organe de dosage et de fermeture constitué par 10 deux registres symétriques 14a et 14b, ainsi qu'un clapet d'étanchéité 16 pour isoler le sas 6 de l'intérieur du four.

Le sas 6 est pesé en permanence pour déterminer son contenu. A cet effet, le sas 6 repose sur plusieurs, 15 de préférence trois pesons, l'un d'entre eux étant représenté par la référence 18.

Conformément à la présente invention, il est prévu à l'intérieur du sas, au niveau du fond d'écoulement conique, un plateau 20 empêchant que la colonne de matière 20 se trouvant autour de l'axe central' 0 s'exerce sur l'écoulement à travers la tubulure 12. Ce plateau 20 peut être fixé simplement sur une poutre transversale 22 prévue dans le sas. Le plateau 20 est, de préférence, conçu sous forme de caissons matière-matière retenant en permanence un petit 25 talus qui met le plateau 20 à l'abri des chocs et impacts lors du remplissage du sas 6. La Figure 3 montre nettement l'effet de ce plateau 20 sur l'écoulement lors de la vidange du sas 6.

* L'emplacement de ce plateau 20 joue un rôle nrê- 30 pondérant quant au résultat et effet visés. En effet, la hauteur de montage du plateau 20 dans le fond 10 du sas * doit être telle qu'il subsiste une ouverture annulaire suffisaffinent grande entre le pjateau 20 et la paroi tron-conique 10 pour ne pas provoquer de bouchon à ce niveau.

35 D'un autre côté, le plateau doit être monté suffisamment bas pour assurer des résultats efficaces.

Au lieu de prévoir un plateau 20 fixe routé sur I une poutre 22, il est possible de fixer ce plateau 20 sur une tige axiale au moyen de laquelle le plateau 20 peut 6 - être monté et descendu en 1'-«netion de la granulométrie de la matière de chargement.

Il est également important que la paroi du fond d'écoulement 10 soit suffisamment inclinée. Des essais ont 5 montré que l'inclinaison de la paroi de ce fond d'écoulement 10 doit être au moins égale à 55° par rapport à l'horizontale.

Il est à noter que le plateau 20, en dehors des ί objectifs décrits ci-dessus, permet d'atteindre un avantage i I 10 supplémentaire. En effet, ce plateau évite que, lorsqu'on commence à remplir le sas, la matière tombe directement sur les registres de dosage 6a et 6b, ce qui permet d'allonger la durée de service de ceux-ci.

La Figure 4 montre la courbe de débit B' mesurée 15 dans les mêmes conditions que la courbe B de la figure 1, mais dans une installation pourvue d'un plateau 20 selon -les Figures 2 et 3. Comme on peut le constater, les deux irrégularités décrites ci-dessus ont presque complètement ! disparu.

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Claims (5)

1. Dispositif de contrôle de 11 écoulement de la matière de chargement d'une enceinte de stockage (6) 5 dans une installation de chargement d'un four à cuve (8) pourvue d'une goulotte de distribution orientable montée dans la tête du four, ladite enceinte (6) comprenant un fond d'écoulement (10) en forme d'entonnoir prolongé vers le bas par une tubulure d'écoulement (12) qui coopère avec * 10 un registre de dosage (14a)(14b) pour régler le débit d'é coulement, caractérisé par un plateau (20) monté à l'intérieur du sas (6), dans le fond d'écoulement (10), coaxia-lement par rapport à celui-ci.

2. Dispositif selon la revendication 1, carac-15 térisé en ce que le plateau (20) est conçu en forme de caissons matière-matière.

3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'inclinaison, par rapport à l'horizontale, de la paroi du fond d'écoulement conique (10) 20 du sas (6) est au moins egale à 55 .

4. Disposition selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le plateau est réglable en hauteur.

5. Disposition selon -l'une quelconque des reven-25 dications 1 à 4, caractérisé en ce que le sas (6) est monté symétriquement sur l'axe 0 du four (8). j Ή f y