WO1995033858A1 - Dispositif de chargement a goulotte rotative pour un four a cuve - Google Patents

Dispositif de chargement a goulotte rotative pour un four a cuve Download PDF

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WO1995033858A1
WO1995033858A1 PCT/EP1995/001704 EP9501704W WO9533858A1 WO 1995033858 A1 WO1995033858 A1 WO 1995033858A1 EP 9501704 W EP9501704 W EP 9501704W WO 9533858 A1 WO9533858 A1 WO 9533858A1
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WO
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casing
mounting flange
deformable
chute
connecting element
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PCT/EP1995/001704
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Inventor
Emile Lonardi
Guy Thillen
Georges Reuter
Original Assignee
Paul Wurth S.A.
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Priority to MX9606255A priority patent/MX9606255A/es
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Classifications

    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a rotary chute loading device for a shaft oven, comprising a support structure overhanging the shaft oven, a lock hopper supported by this support structure, a chute drive housing which is tightly connected on one side to the lock hopper and on the other side to a mounting flange to be rigidly fixed to the shaft furnace, and at least one large diameter bearing ring mounted in the housing to support said rotating chute.
  • the chute is suspended in a rotating cage, which is supported in the casing by means of a large diameter rolling ring.
  • the rotary cage defines the lower part of an axial flow channel connecting the lock hopper to the chute, and the large diameter rolling ring externally surrounds this axial flow channel.
  • the bearing ring is designed to take up a significant axial force and a tilting moment. It includes two coaxial rings connected by rolling elements.
  • One of the two rings is rigidly fixed to the rotary cage, while the other ring is rigidly fixed to a support plate integrated in the casing.
  • the casing itself has a lower flange by means of which it is rigidly supported on the mounting flange fixed to the shaft furnace.
  • the lock hopper is tightly connected to the housing, either rigidly or via a compensator.
  • the weight of the chute is rigidly transmitted through the support plate and the casing on the mounting flange of the shaft furnace.
  • a certain merit of the present invention is to have understood that the mounting flange rigidly fixed to the shaft furnace undergoes asymmetrical deformations which affect the life of the bearing ring.
  • These deformations of the shaft furnace mounting flange are due on the one hand to the internal pressure prevailing in the shaft furnace and on the other side to thermal expansion of the shaft furnace.
  • Their asymmetry is probably due to the fact that the dome of the shaft furnace, to which the mounting flange is rigidly fixed, is a non-symmetrical structure which has, for example, several large local openings. Consequently, this dome is asymmetrically deformed under the combined effect of internal pressure and thermal stresses. In addition, this dome is not necessarily uniformly heated.
  • the internal refractory lining can be less important in certain places, which naturally produces an asymmetrical heating of the dome and consequently, in the wall of the dome, an asymmetric field of stresses of thermal origin.
  • the dome undergoes asymmetric deformations which necessarily cause asymmetric deformations of the mounting flange fixed to the dome.
  • the deformable connecting element integrated in the chain of rigid elements connecting the mounting flange of the shaft furnace to the rolling ring supporting the rotary chute, absorbs a large part of the asymmetric deformations of the mounting flange before these deformations can affect the geometry of the bearing ring.
  • the deformable connecting element is connected between a mounting plate and an outer jacket of the casing.
  • the bearing ring is fixed on this mounting plate and the outer casing of the casing is fixed directly on the mounting flange fixed to the shaft furnace.
  • the deformations of this flange are mainly taken up by the deformable connecting element.
  • the absorption effect obtained is improved if its support plate is provided with reinforcements giving it a much higher rigidity than that of the deformable element.
  • the deformable connecting element is constituted by a first compensator which connects the casing containing said rolling ring, in a sealed manner to the mounting flange of the furnace, while allowing relative displacements between the oven furnace housing and flange.
  • the casing is then supported either directly by a rigid support structure, or by the lock hopper.
  • the latter is supported directly or indirectly by a rigid support structure. Any rigid connection between the mounting flange and the housing supporting the bearing ring is therefore eliminated.
  • the deformable connecting element is connected directly between a mounting plate integrated in the casing and the bearing ring.
  • the deformable connecting element is preferably a ring whose annular wall defines a deformable loop.
  • the deformable connecting element according to the invention directly supports the casing on the mounting flange.
  • This solution differs from the first execution described above by the fact that the deformable connecting element is capable of transmitting the weight of the housing / chute assembly directly onto the mounting flange of the shaft furnace, while the compensator in the first embodiment is used exclusively for sealingly connecting the housing to the mounting flange of the shaft furnace and does not intervene in any way in the recovery of the weight of the housing / chute assembly.
  • FIG. 1 is an elevation, partially drawn in the form of a section, of a tank furnace equipped with a first embodiment of the loading device with rotary chute according to the invention
  • FIG. 2 shows, in a similar view, an alternative embodiment of the device according to Figure 1;
  • FIG. 3 shows a section through a vertical plane of a drive housing of a rotary chute forming part of a second embodiment of the loading device with rotary chute according to the invention;
  • FIG. 4 shows a section through a vertical plane of a drive housing of a rotary chute forming part of a third embodiment of the loading device with rotary chute according to the invention
  • FIG. 5 shows a section through a vertical plane of a drive housing of a rotary chute forming part of a fourth embodiment of the loading device with rotary chute according to the invention
  • FIG. 6 shows a detail of a deformable connecting element of Figure 6.
  • the reference 10 generally identifies a shaft furnace. It is for example a blast furnace, but it could also be another type of oven which can be equipped with a rotary chute.
  • the tank furnace shown comprises a cylindrical body 12 and a terminal dome 14.
  • a loading opening 16 which is surrounded by a mounting flange 18, hereinafter called mounting flange 18 of the tank furnace 10.
  • This mounting flange 18 is rigidly fixed to the dome 14 and is therefore exposed to all deformations of the latter.
  • Reference 20 generally identifies a loading device with a rotary chute. The latter first comprises a support structure 22 which overhangs the dome 14 of the cell oven and which rests for example on the body 12 of the cell oven.
  • the shaft furnace is however surrounded by an independent supporting structure, called a square tower, and the support structure 22 will be supported by this square tower.
  • a fixed or rotary hopper 24, receiving the loading material a lock hopper 26, which can be sealed on one side with respect to the hopper 24 and on the other side with respect to the furnace 10; a metering member 28 of the loading material, which is most often an independent element arranged below the lock hopper 26, but which, to simplify the terminology, is considered in the present description to be part of the lock hopper 26; a drive housing 30; and a chute 32 which can rotate around the vertical axis of the shaft furnace 10 and whose angle of inclination relative to the vertical can, most often, be varied.
  • the loading material flows from the lock hopper 26 through the metering member 28 and the casing 30 on the rotary chute 32.
  • the latter distributes the loading material on the loading surface identified by the reference 34.
  • the casing 30 contains the means for suspending the chute as well as the means for driving the latter. Different types of means for suspending and driving the chute 32 are described in detail in the documents cited in the introductory part of this description. With the aid of FIG. 3, only a brief description will be provided here of a possible embodiment of these means of suspension and drive of the chute.
  • the chute 32 is supported by a rotary cage 36 by means of two lateral pivots 38 'and 38 ". These lateral pivots 38' and 38" define a horizontal pivot axis for the chute 32 around which the inclination of the chute can be varied relative to the vertical.
  • the rotary cage 36 forms the lower part of a supply channel 39 which is coaxial with the axis of the furnace 10.
  • This cage 36 is supported in the casing 30 by means of a bearing ring 40 of large diameter which surrounds the feed channel 39 and which defines the vertical axis of rotation of the cage 36.
  • This rolling ring 40 is a proven element for the rotary suspension of the trough 32.
  • It comprises a inner ring 42 and an outer ring 44 which are connected by rolling elements 46 so as to be able to support axial loads and significant tilting moments. It is preferably the outer ring 44 which supports the rotary cage 36, while the inner ring 42 is fixed to a support plate 48 of the casing 30. The outer ring 44 then supports a gear teeth 50 which cooperates with a first pinion (not shown) of a drive mechanism (not shown) for rotating the cage 36 and, consequently, the chute 32 around the axis of the shaft furnace 10.
  • a pivoting mechanism allows to change the angle of inclination of the chute 32 when the latter is rotating. This mechanism most often comprises a second bearing ring 52 of large diameter, the inner ring 54 of which is fixed to the support plate 48.
  • the outer ring 56 of this second bearing ring is provided with gear teeth 58 which cooperates with a second pinion (not shown) of a drive mechanism.
  • This drive mechanism is capable of giving the outer ring 56 a rotational movement which may have a variable angular phase shift relative to the rotational movement of the cage 36.
  • a mechanism 60, mechanically connected between this outer ring 56 and at least one pivots 38 ', 38 "makes it possible to transform this phase shift or angular offset into a pivoting of the chute around the two pivots 38' and 38".
  • Such pivoting mechanisms are described in more detail in the documents mentioned in the introduction to this description.
  • At least one deformable connecting element is integrated in the chain of rigid elements mechanically connecting the rolling ring 40 supporting the rotary chute 32 to the mounting flange 18 of the shaft furnace, so that a transmission rigid deformation between the mounting flange 18 and the rolling ring 40 is avoided.
  • Figures 1 to 5 show several advantageous embodiments of the invention.
  • a compensator 70 is connected between the flange 18 of the dome 14 and the counter-flange 18 'of the casing 30.
  • This compensator 70 for example a metallic bellows compensator, guarantees the seal between the casing 30 and the shaft furnace 10, while allowing relative movement of the two flanges 18 and 18 '.
  • the casing 30 is supported by the lock hopper 26 / metering member 28 assembly. This assembly 26/28 is itself supported, as described above, by the support structure 22.
  • the compensator 70 must therefore essentially fill a sealing function and must in no way support the weight of the housing assembly 30 / chute '32. It will therefore be appreciated that in this embodiment the dome 14 may be deformed asymmetrically, for example in the influence of an asymmetric temperature field or internal pressures acting on the dome, without these deformations affecting the casing 30.
  • the bearing ring 40 integrated in the casing 30 is therefore protected from tension induced by asymmetric deformations of the dome 14.
  • the device according to Figure 2 differs from the device of Figure 1 in that the casing 30 is supported directly by the support structure 22.
  • a second compensator 72 is connected between the lock hopper 26 / member assembly obturation 28 and the casing 30.
  • This embodiment has the advantage that the casing 30, which is generally warmer than the lock hopper 26, 28, can expand almost freely on both sides.
  • this second compensator is recommended if it is desired to carry out continuous weighing of the lock hopper by means of weighing cells integrated in the supports of the hopper 26 on the support structure 22.
  • FIG. 3 shows a preferred embodiment of the invention, in which the deformable connecting element is integrated in the casing 30.
  • This deformable connecting element more precisely comprises a deformable ring 80 connected between the support plate 48 of the casing and a outer jacket 82 of the casing 30.
  • This modified casing 30 can be rigidly mounted on the mounting flange 18 of the shaft furnace 10. In fact, the deformations of this flange 18 affect the wall 82 of the casing 30, but little or no the plate support 48. It will be noted that the latter is advantageously reinforced by boxes 84 which increase its rigidity. Indeed, the more rigid the support plate 48 relative to the deformable ring 80, the better the deformation of the outer jacket 82 will be taken up by the deformable ring.
  • a high rigidity of the support plate 48 consequently amplifies the effect of absorbing deformations of the deformable ring 80 and thus guarantees that the support plate 48 does not deform either in its plane or perpendicular to this plane.
  • a deformation of the dome 14 does not induce in the ring 42 of the rolling ring 40, which is fixed on the support plate 48, hardly any deformations affecting the circularity and the flatness of this ring 42.
  • the deformable ring 80 is for example a ring having an open "U" section.
  • One of the branches then constitutes a flange fixed, for example welded, to the wall 82; while the other branch constitutes a flange fixed, for example welded, to the support plate 48.
  • the ring 80 is, as we have seen above, dimensioned so as to be much less rigid than the support plate 48 As a result, the deformations of the wall 82 produce a deformation of the section "U" of the ring 80 and do not affect the shape of the plate 48.
  • Figure 4 also shows an embodiment in which the deformable connecting element is integrated in the casing 30.
  • the outer jacket of the casing 30 and the support plate 48 are more or less rigidly assembled.
  • a deformable sleeve 90 Between the support plate 48 and the rolling ring 40 is connected, on the other hand, a deformable sleeve 90. The latter absorbs any deformations of the support plate 48 without transmitting significant stresses to the rolling ring 40.
  • the modified casing in FIG. 4 can also be rigidly mounted on the flange 18 of the dome 14.
  • FIG. 5 shows an embodiment of a deformable connecting element 100 which can be integrated between the casing 30 and the dome 14 and which has the particularity of being able to transmit the weight of the casing 30 / chute 32 assembly on the dome 14.
  • the deformable element 100 comprises a lower flange 102, fixed to the dome 14, and a mounting flange 104, supporting the casing 30.
  • the two flanges are 102 and 104 are connected by a deformable metal wall 106 which forms an open loop towards the inside. It will be noted that this loop preferably has the shape of a lyre.
  • This metal wall 106 is dimensioned so as to be able to transmit the weight of the casing 30 / chute 32 assembly of the mounting flange 104 to the lower flange 102, while allowing relative horizontal and / or vertical movement of the two flanges 102 and 104.
  • stops 108 and 110 have been provided in order to avoid excessive relative movements of the two flanges 102 and 104, which could cause plastic deformation of the metal wall 106.
  • the stops 108 avoid too great compression of the deformable element 100.
  • the elements 1 10 on the other hand avoid too great an extension, as well as an excessive relative horizontal displacement of the two flanges 102 and 104.
  • the tie rods 110 are in particular intended to avoid a extension excessive axial of the loop formed by the wall 106 under the effect of internal pressure in the oven (bottom effect).
  • Figure 6 shows a detail of a preferred embodiment of the deformable element 100. It can be seen that the loop formed by the wall 106 is entirely filled with a material 112. It is an insulating and compressible material, for example rock wool. An annular screen 114 closes the opening of the loop, without hampering the deformation thereof.
  • This execution of the deformable element 100 has the advantage that the deformable wall 106 is protected against excessive heating, which would negatively influence its elastic properties. In addition, it is excluded that the cavity inside the loop is filled with non-compressible materials, which could hinder a deformation of the wall 106.

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Abstract

Un dispositif de chargement à goulotte rotative pour un four à cuve, comprend une structure de support (22) surplombant le four à cuve (10), une bride de montage (18) fixée rigidement au four à cuve (10), une trémie d'éclusage (26, 28) supportée par la structure de support (22), un carter (30) d'entraînement de la goulotte (32) qui est connecté de façon étanche d'un côté à la trémie d'éclusage (26, 28) et de l'autre côté à la bride de montage (18), et au moins un anneau de roulement (40) de grand diamètre monté dans le carter (30) pour supporter la goulotte (32). Afin d'augmenter la durée de vie de l'anneau de roulement (40), au moins un élément de liaison déformable (70) est intégré dans la chaîne d'éléments rigides reliant la bride de montage (18) à l'anneau de roulement (40), de façon qu'une transmission rigide de déformations de la bride de montage (18) à l'anneau de roulement (40) soit largement évitée.

Description

DISPOSITIF DE CHARGEMENT A GOULOTTE ROTATIVE POUR UN FOUR
A CUVE.
La présente invention concerne un dispositif de chargement à goulotte rotative pour un four à cuve, comprenant une structure de support surplombant le four à cuve, une trémie d'éclusage supportée par cette structure de support, un carter d'entraînement de la goulotte qui est connecté de façon étanche d'un côté à la trémie d'éclusage et de l'autre côté à une bride de montage à fixer rigidement au four à cuve, et au moins un anneau de roulement de grand diamètre monté dans le carter pour supporter ladite goulotte rotative.
Des dispositifs de ce genre sont décrits par exemple dans les documents US-A-3,693,812; US-A-3,880,302; US-A-3,814,403; US-A-4,941 ,792 et US-A-5.022,806. Dans ces dispositifs, la goulotte est suspendue dans une cage rotative, qui est supportée dans le carter à l'aide d'un anneau de roulement de grand diamètre. La cage rotative définit la partie inférieure d'un canal axial d'écoulement reliant la trémie d'éclusage à la goulotte, et l'anneau de roulement grand diamètre entoure extérieurement ce canal axial d'écoulement. L'anneau de roulement est conçu pour reprendre un effort axial et un moment de basculement importants. Il comprend deux bagues coaxiales reliées par des éléments roulants. Une des deux bagues est fixée rigidement à la cage rotative, tandis que l'autre bague est fixée rigidement à une plaque de support intégrée dans le carter. Le carter lui-même possède une bride inférieure à l'aide de laquelle il est rigidement supporté sur la bride de montage fixée au four à cuve. La trémie d'éclusage est connectée de façon étanche au carter, soit de façon rigide, soit par l'intermédiaire d'un compensateur. En résumé, dans les dispositifs connus le poids de la goulotte est transmis rigidement à travers la plaque de support et le carter sur la bride de montage du four à cuve.
De nombreux dispositifs de chargement munis d'une suspension de la goulotte de ce genre sont en service sur des hauts fourneaux depuis plus de 20 ans. L'anneau de roulement de grand diamètre est la solution la plus fiable actuellement connue pour assurer la suspension rotative de la goulotte dans le carter.
Bien que ce type de suspension de la goulotte rotative donne entière satisfaction, il faut cependant signaler que la durée de vie de l'anneau de roulement grand diamètre atteinte en pratique est sensiblement inférieure à la durée de vie qu'on pourrait escompter d'après les calculs. Ce phénomène est connu depuis une dizaine d'années, mais l'homme du métier ne pouvait jusqu'à présent pas expliquer pourquoi en pratique l'anneau de roulement doit être remplacé plus tôt que prédit par les calculs. Le problème à la base de la présente invention est d'augmenter la durée de vie de l'anneau de roulement dans un dispositif du genre décrit dans le préambule.
Ce problème trouve sa solution dans au moins un élément de liaison deformable qui est intégré dans la chaîne d'éléments rigides reliant mécaniquement la bride de montage fixée rigidement au four à cuve à l'anneau de roulement supportant la goulotte rotative, de façon qu'une transmission de déformations de ladite bride de montage audit anneau de roulement soit largement évitée.
Un mérite certain de la présente invention est d'avoir compris que la bride de montage fixée rigidement au four à cuve subit des déformations asymétriques qui affectent la durée de vie de l'anneau de roulement. Ces déformations de la bride de montage du four à cuve sont dues d'un côté à la pression interne qui règne dans le four à cuve et de l'autre côté à des dilatations d'origine thermique du four à cuve. Leur asymétrie est probablement due au fait le dôme du four à cuve, auquel la bride de montage est fixée rigidement, est une structure non-symétrique qui présente par exemple plusieurs ouvertures locales importantes. Par conséquent, ce dôme se déforme asymétriquement sous l'effet combiné de la pression interne et des contraintes d'origine thermique. De plus, ce dôme n'est pas nécessairement chauffé uniformément. En effet, le revêtement réfractaire interne peut être moins important à certains endroits, ce qui produit naturellement un échauffement asymétrique du dôme et par conséquent, dans la paroi du dôme, un champ asymétrique de contraintes d'origine thermique. En résumé, le dôme subit des déformations asymétriques qui engendrent nécessairement des déformations asymétriques de la bride de montage fixée au dôme.
Dans les dispositifs selon l'état de la technique, ces déformations asymétriques de la bride de montage sont transmises à travers une chaîne d'éléments plus ou moins rigides du carter à l'anneau de roulement. Ce dernier est par conséquent soumis à un champ de contraintes et un champ de déformations asymétriques qui affectent notamment sa circularité et sa planéité. Il en résulte une usure plus rapide et dès lors une réduction de sa durée de vie, voire dans certains cas même un blocage complet de l'anneau de roulement bien avant d'avoir atteint sa durée de vie théoriquement possible.
Dans le dispositif selon l'invention, l'élément de liaison deformable, intégré dans la chaîne d'éléments rigides reliant la bride de montage du four à cuve à l'anneau de roulement supportant la goulotte rotative, absorbe une grande partie des déformations asymétriques de la bride de montage avant que ces déformations ne puissent affecter la géométrie de l'anneau de roulement.
Dans une première exécution avantageuse, l'élément de liaison deformable est connecté entre une plaque de montage et une chemise extérieure du carter. L'anneau de roulement est fixé sur cette plaque de montage et la chemise extérieure du carter est fixée directement sur la bride de montage fixée au four à cuve. Les déformations de cette bride sont reprises en majeure partie par l'élément de liaison deformable. L'effet d'absorption obtenu est amélioré si sa plaque de support est munie de renforts lui conférant une rigidité beaucoup plus élevée que celle de l'élément deformable.
Dans une deuxième exécution avantageuse de l'invention, l'élément de liaison deformable est constitué par un premier compensateur qui connecte le carter renfermant ledit anneau de roulement, de façon étanche à la bride de montage du four, tout en permettant des déplacements relatifs entre le carter et la bride de montage du four à cuve. Le carter est alors supporté soit directement par une structure de support rigide, soit par la trémie d'éclusage. Cette dernière est supportée directement ou indirectement par une structure de support rigide. Toute liaison rigide entre la bride de montage et le carter supportant l'anneau de roulement est dès lors supprimée.
Dans une troisième exécution avantageuse, l'élément de liaison deformable est connecté directement entre une plaque de montage intégrée dans le carter et l'anneau de roulement. Cette solution assure naturellement la meilleure protection de l'anneau de roulement, car des déformations de la plaque ce support sont elles aussi absorbées.
Dans la première et la troisième exécution, l'élément de liaison deformable est de préférence un anneau dont la paroi annulaire définit une boucle deformable.
Dans une quatrième exécution avantageuse, l'élément de liaison deformable selon l'invention supporte directement le carter sur la bride de montage. Cette solution diffère de la première exécution décrite plus haut par le fait que l'élément de liaison deformable est apte à transmettre le poids de l'ensemble carter/goulotte directement sur la bride de montage du four à cuve, alors que le compensateur dans la première exécution sert exclusivement à connecter le carter de façon étanche à la bride de montage du four à cuve et n'intervient aucunement dans la reprise du poids de l'ensemble carter/goulotte. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront déduits de la description détaillée de plusieurs modes d'exécution préférentiels de l'invention et des représentations de ces modes d'exécutions préférentiels dans les dessins ci-annexés, dans lesquels: - la Figure 1 est une élévation, dessinée partiellement sous forme d'une coupe, d'un four à cuve équipé d'un premier mode d'exécution du dispositif de chargement à goulotte rotative selon l'invention;
- la Figure 2 représente, dans une vue analogue, une variante d'exécution du dispositif selon la Figure 1 ; - la Figure 3 représente une coupe par un plan vertical d'un carter d'entraînement d'une goulotte rotative faisant partie d'un deuxième mode d'exécution du dispositif de chargement à goulotte rotative selon l'invention;
- la Figure 4 représente une coupe par un plan vertical d'un carter d'entraînement d'une goulotte rotative faisant partie d'un troisième mode d'exécution du dispositif de chargement à goulotte rotative selon l'invention;
- la Figure 5 représente une coupe par un plan vertical d'un carter d'entraînement d'une goulotte rotative faisant partie d'un quatrième mode d'exécution du dispositif de chargement à goulotte rotative selon l'invention;
- la Figure 6 représente un détail d'un élément de liaison deformable de la Figure 6.
Se référant d'abord à la Figure 1 , il sera noté que la référence 10 repère globalement un four à cuve. Il s'agit par exemple d'un haut fourneau, mais il pourrait aussi s'agir d'un autre type de four qui peut être équipé d'une goulotte rotative. Le four à cuve représenté comprend un corps cylindrique 12 et un dôme terminal 14. Dans ce dôme terminal 14 est intégré une ouverture de chargement 16 qui est entourée par une bride de montage 18, appelée dans la suite bride de montage 18 du four à cuve 10. Cette bride de montage 18 est fixée rigidement au dôme 14 et est dès lors exposée à toutes les déformations de ce dernier. La référence 20 repère globalement un dispositif de chargement à goulotte rotative. Ce dernier comprend en premier lieu une structure de support 22 qui surplombe le dôme 14 du four à cuve et qui repose par exemple sur le corps 12 du four à cuve. Dans certains cas le four à cuve est cependant entouré d'une structure portante indépendante, appelée tour carrée, et la structure de support 22 sera supportée par cette tour carrée. Du haut vers le bas on distingue sur la Figure 1 : une trémie fixe ou rotative 24, recevant la matière de chargement; une trémie d'éclusage 26, qui peut être rendue étanche d'un côté par rapport à la trémie 24 et de l'autre côté par rapport au four 10; un organe de dosage 28 de la matière de chargement, qui est, le plus souvent, un élément indépendant agencé en dessous la trémie d'éclusage 26, mais qui, pour simplifier la terminologie, est considéré dans la présente description comme faisant partie de la trémie d'éclusage 26; un carter d'entraînement 30; et une goulotte 32 qui peut tourner autour de l'axe vertical du four à cuve 10 et dont l'angle d'inclinaison par rapport à la verticale peut, le plus souvent, être varié.
La matière de chargement s'écoule de la trémie d'éclusage 26 à travers l'organe de dosage 28 et le carter 30 sur la goulotte rotative 32. Cette dernière répartit la matière de chargement sur la surface de chargement repérée par la référence 34. Le carter 30 renferme les moyens de suspension de la goulotte ainsi que les moyens d'entraînement de celle-ci. Différents types de moyens de suspension et d'entraînement de la goulotte 32 sont décrits en détail dans les documents cités dans la partie iπtroductive de la présente description. A l'aide de la Figure 3 on ne fournira ici qu'une description succincte d'un mode d'exécution possible de ces moyens de suspension et d'entraînement de la goulotte.
Se référant ainsi à la Figure 3, on voit que la goulotte 32 est supportée par une cage rotative 36 par l'intermédiaire de deux pivots latéraux 38' et 38". Ces pivots latéraux 38' et 38" définissent un axe de pivotement horizontal pour la goulotte 32 autour duquel on peut varier l'inclinaison de la goulotte par rapport à la verticale. La cage rotative 36 forme la partie inférieure d'un canal d'alimentation 39 qui est coaxial à l'axe du four 10. Cette cage 36 est supportée dans le carter 30 à l'aide d'un anneau de roulement 40 de grand diamètre qui entoure le canal d'alimentation 39 et qui définit l'axe de rotation vertical de la cage 36. Cet anneau de roulement 40 est un élément qui a fait ses preuves pour la suspension rotative de la goulotte 32. Il comprend une bague intérieure 42 et une bague extérieure 44 qui sont reliées par des éléments roulants 46 de façon à pouvoir supporter des charges axiales et des moments de basculement importants. C'est de préférence la bague extérieure 44 qui supporte la cage rotative 36, alors que la bague intérieure 42 est fixée sur une plaque de support 48 du carter 30. La bague extérieure 44 supporte alors une denture d'engrenage 50 qui coopère avec un premier pignon (non- montré) d'un mécanisme d'entraînement (non-montré) pour entraîner en rotation la cage 36 et, par conséquent, la goulotte 32 autour de l'axe du four à cuve 10. Un mécanisme de pivotement permet de changer l'angle d'inclinaison de la goulotte 32 lorsque celle-ci est en rotation. Ce mécanisme comprend le plus souvent un deuxième anneau de roulement 52 de grand diamètre, dont la bague intérieure 54 est fixée à la plaque de support 48. La bague extérieure 56 de ce deuxième anneau de roulement est munie d'une denture d'engrenage 58 qui coopère avec un deuxième pignon (non-montré) d'un mécanisme d'entraînement. Ce mécanisme d'entraînement est apte à conférer à la bague extérieure 56 un mouvement de rotation pouvant présenter un déphasage angulaire variable par rapport au mouvement de rotation de la cage 36. Un mécanisme 60, connecté mécaniquement entre cette bague extérieure 56 et un au moins des pivots 38', 38" permet de transformer ce déphasage ou décalage angulaire en un pivotement de la goulotte autour des deux pivots 38' et 38". De tels mécanismes de pivotement sont décrits plus en détail dans les documents mentionnés dans l'introduction de la présente description.
Selon la présente invention au moins un élément de liaison deformable est intégré dans la chaîne d'éléments rigides reliant mécaniquement l'anneau de roulement 40 supportant la goulotte rotative 32 à la bride de montage 18 du four à cuve, de façon qu'une transmission rigide des déformations entre la bride de montage 18 et l'anneau de roulement 40 soit évitée. Les Figures 1 à 5 montrent plusieurs modes d'exécution avantageux de l'invention. Selon l'exécution de la Figure 1 un compensateur 70 est connecté entre la bride 18 du dôme 14 et la contre-bride 18' du carter 30. Ce compensateur 70, par exemple un compensateur métallique à soufflets, garantit l'étanchéité entre le carter 30 et le four à cuve 10, tout en permettant un déplacement relatif des deux brides 18 et 18'. Le carter 30 est supporté par l'ensemble trémie d'éclusage 26 / organe de dosage 28. Cet ensemble 26/28 est supporté lui- même, comme décrit plus haut, par la structure de support 22. Le compensateur 70 doit par conséquent essentiellement remplir une fonction d'étanchéité et ne doit aucunement supporter le poids de l'ensemble carter 30 / goulotte' 32. Il sera dès lors apprécié que dans cette exécution le dôme 14 peut se déformer asymétriquement, par exemple sous l'influence d'un champ de température asymétrique ou des pressions internes agissant sur le dôme, sans que ces déformations n'affectent le carter 30. L'anneau de roulement 40 intégré dans le carter 30 est par conséquent à l'abri de tensions induites par les déformations asymétriques du dôme 14.
Le dispositif selon la Figure 2 se distingue du dispositif de la Figure 1 par le fait que le carter 30 est supporté directement par la structure de support 22. Un deuxième compensateur 72 est connecté entre l'ensemble trémie d'éclusage 26 / organe d'obturation 28 et le carter 30. Ce mode d'exécution a l'avantage que le carter 30, qui est généralement plus chaud que la trémie d'éclusage 26, 28, peut se dilater quasi librement des deux côtés. De plus, ce deuxième compensateur est recommandé si on veut réaliser un pesage continu de la trémie d'éclusage par l'intermédiaire de cellules de pesage intégrées dans les appuis de la trémie 26 sur la structure de support 22.
La Figure 3 montre une exécution préférentielle de l'invention, dans laquelle l'élément de liaison deformable est intégré dans le carter 30. Cet élément de liaison deformable comprend plus précisément un anneau deformable 80 connecté entre la plaque de support 48 du carter et une chemise extérieure 82 du carter 30. Ce carter 30 modifié peut être rigidement monté sur la bride de montage 18 du four à cuve 10. En effet, les déformations de cette bride 18 affectent la paroi 82 du carter 30, mais pas ou peu la plaque de support 48. Il sera noté que cette dernière est avantageusement renforcée par des caissons 84 qui augmentent sa rigidité. En effet, plus la plaque de support 48 est rigide par rapport à l'anneau deformable 80, mieux les déformation de la chemise extérieure 82 seront reprises par l'anneau deformable. Une rigidité élevée de la plaque de support 48 amplifie par conséquent l'effet d'absorption de déformations de l'anneau deformable 80 et garantit ainsi que la plaque de support 48 ne se déforme ni dans son plan, ni perpendiculairement à ce plan. En conclusion, une déformation du dôme 14 n'induit dans la bague 42 de l'anneau de roulement 40, qui est fixée sur la plaque support 48, guère de déformations affectant la circularité et la planéité de cette bague 42. L'anneau deformable 80 est par exemple un anneau ayant un section ouverte en "U". Une des branches constitue alors une bride fixée, par exemple soudée, à la paroi 82; tandis que l'autre branche constitue une bride fixée, par exemple soudée, à la plaque de support 48. L'anneau 80 est, on l'a vu plus haut, dimensionné de façon à être beaucoup moins rigide que la plaque de support 48. Il en résulte que les déformations de la paroi 82 produisent une déformation de la section "U" de l'anneau 80 et n'affectent pas la forme de la plaque 48.
La Figure 4 montre également une exécution dans laquelle l'élément de • liaison deformable est intégré dans le carter 30. Dans cette exécution la chemise extérieure du carter 30 et la plaque de support 48 sont assemblées plus ou moins rigidement. Entre la plaque de support 48 et l'anneau de roulement 40 est connecté par contre un manchon deformable 90. Ce dernier absorbe les déformations éventuelles de la plaque de support 48 sans transmettre des contraintes notables à l'anneau de roulement 40. Le carter modifié de la Figure 4 peut lui aussi être monté rigidement sur la bride 18 du dôme 14.
La Figure 5 montre une exécution d'un élément de liaison deformable 100 qui peut être intégré entre le carter 30 et le dôme 14 et qui présente la particularité de pouvoir transmettre le poids de l'ensemble carter 30 / goulotte 32 sur le dôme 14. L'élément deformable 100 comprend une bride inférieure 102, fixée au dôme 14, et une bride de montage 104 , supportant le carter 30. Les deux brides sont 102 et 104 sont reliées par une paroi métallique 106 deformable qui forme une boucle ouverte vers l'intérieur. Il sera noté que cette boucle a de préférence la forme d'une lyre. Cette paroi métallique 106 est dimensionnée de façon à pouvoir transmettre le poids de l'ensemble carter 30 / goulotte 32 de la bride de montage 104 sur la bride inférieure 102, tout en permettant un déplacement relatif horizontal et/ou vertical des deux brides 102 et 104. Toutefois, afin d'éviter des mouvements relatifs trop importants des deux brides 102 et 104, qui pourraient entraîner une déformation plastique de la paroi métallique 106, on a prévu des arrêts 108 et 110. Les arrêts 108 évitent une compression trop importante de l'élément deformable 100. Les éléments 1 10 évitent par contre une extension trop importante, ainsi qu'un déplacement horizontal relatif trop important des deux brides 102 et 104. Il est à noter que les tirants 110 ont notamment pour objet d'éviter une extension axiale trop importante de la boucle formée par la paroi 106 sous l'effet de la pression interne dans le four (effet de fond).
La Figure 6 montre un détail d'une exécution préférentielle de l'élément deformable 100. On voit que la boucle formée par la paroi 106 est entièrement remplie par une matière 112. Il s'agit d'une matière isolante et compressible, par exemple de la laine de roche. Un écran annulaire 114 ferme l'ouverture de la boucle, sans gêner la déformation de celle-ci. Cette exécution de l'élément deformable 100 a l'avantage que la paroi deformable 106 est protégée contre un échauffement excessif, qui influencerait négativement ses propriétés élastiques. De plus, il est exclu que la cavité à l'intérieur de la boucle se remplit avec des matières non compressibles, qui pourraient gêner une déformations de la paroi 106.
Il sera apprécié par l'homme de l'art que deux ou plusieurs des exécutions proposées peuvent être combinées dans un dispositif de chargement à goulotte rotative pour un four à cuve, afin de se soutenir mutuellement dans leurs effets d'absorption des déformations du dôme 14. Ainsi on peut par exemple combiner la solution de la Figure 3 avec la solution de la Figure 2 ou 5, la solution de la Figure 4 avec toutes les autres solutions.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de chargement à goulotte rotative pour un four à cuve, comprenant une structure de support (22) surplombant le four à cuve (10), une bride de montage (18) à fixer rigidement au four à cuve, une trémie d'éclusage (26, 28) supportée par la structure de support (22), un carter (30) d'entraînement de la goulotte (32) qui est connecté de façon étanche d'un côté à la trémie d'éclusage (26, 28) et de l'autre côté à ladite bride de montage (18), au moins un anneau de roulement (40) de grand diamètre monté dans le carter (30) et supportant ladite goulotte (32) rotative, ledit anneau (40) étant relié mécaniquement à ladite bride de montage (18) par une chaîne d'éléments rigides, caractérisé par au moins un élément de liaison deformable (70, 80, 90, 100) intégré dans ladite chaîne d'éléments rigides entre ladite bride de montage (18) et ledit anneau de roulement (40) supportant la goulotte (32) rotative, de façon qu'une transmission rigide de déformations de ladite bride de montage (18) audit anneau de roulement (40) soit largement évitée.
2. Dispositif seion la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit carter (30) comprend une chemise extérieure (82) connectée de façon étanche entre ladite bride de montage (18) et ladite trémie d'éclusage (26, 28) et une plaque de montage (48) à rigidité élevée sur laquelle est monté ledit anneau de roulement (40), et en ce que ledit élément de liaison deformable (80) supporte ladite plaque de montage (48) dans ladite chemise (82).
3. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit élément de liaison deformable (80) a une section en "U".
4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite plaque de montage (48) comprend des renforts (84) augmentant sa rigidité.
5. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit élément de liaison deformable comprend un premier compensateur (70) qui connecte ledit carter (30) de façon étanche à ladite bride de montage (18) tout en permettant des déplacements relatifs du carter (30) et de ladite bride de montage (18).
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que en ce que ladite trémie d'éclusage (26, 28) est supportée par cette structure de support (22) rigide et en ce que ledit carter (30) est supporté de façon rigide par ladite trémie.
7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit carter (30) est supporté par ladite structure de support (22) rigide, et en ce qu'un deuxième compensateur (72) est connecté entre ledit carter (30) et ladite trémie d'éclusage (26, 28).
8. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit anneau de roulement (40) est supporté dans ledit carter (30) directement par l'intermédiaire dudit élément de liaison deformable (90).
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit élément deformable (90) est un manchon à paroi deformable.
10. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit carter
(30) est supporté par l'intermédiaire dudit élément de liaison deformable (100) sur ladite bride de montage (18).
1 1. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit élément de liaison deformable (100) comprend une bride de montage inférieure (102), une bride de montage supérieure (104), une paroi métallique (106) deformable reliant de façon étanche la bride inférieure (102) à la bride supérieure (104), ladite paroi métallique deformable étant dimensionnée pour supporter le poids de l'ensemble goulotte (32)/carter (30), et des butées (108, 1 10) limitant les déplacements relatifs des deux brides.
12. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite paroi métallique (106) deformable comprend une boucle remplie d'une matière isolante (1 2) compressible.
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