WO2011077335A1 - Four de rechauffage a longerons mobiles agence pour une evacuation de la calamine - Google Patents

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WO2011077335A1
WO2011077335A1 PCT/IB2010/055877 IB2010055877W WO2011077335A1 WO 2011077335 A1 WO2011077335 A1 WO 2011077335A1 IB 2010055877 W IB2010055877 W IB 2010055877W WO 2011077335 A1 WO2011077335 A1 WO 2011077335A1
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WO
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oven
furnace
oven according
water tanks
movable
Prior art date
Application number
PCT/IB2010/055877
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English (en)
Inventor
René Chever
Jean-Luc Dufis
Michel Maternova
Daniel Simonetti
Original Assignee
Fives Stein
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Publication date
Application filed by Fives Stein filed Critical Fives Stein
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/14—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
    • F27B9/20—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace
    • F27B9/201—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace walking beam furnace
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0056—Furnaces through which the charge is moved in a horizontal straight path
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Definitions

  • the invention relates to the steel-rod reheating furnaces for heating steel products, in particular slabs, blooms, blanks or billets, at a temperature suitable for their hot rolling.
  • the furnace allows the products to be heated to high temperatures, about 1150 ° C for a carbon steel. Heating the furnace is commonly done by burners operating in slightly excess air which results in the presence of oxygen in the oven. A high oxidation of the products in the oven results from the combination of a high temperature and the presence of oxygen.
  • EP 0971 192 shows a longitudinal beam furnace equipped with fixed spars, and movable spars.
  • the spars consist of cooled andirons and keels.
  • the movable spars allow the products to be transported in the furnace following a rectangular cycle comprising a first phase of rise which makes it possible to lift the products of the fixed spars. This is followed by a second phase of horizontal transport and then a third phase of removal of the products on the fixed spars. The products have thus moved one step on the fixed spars before the fourth phase of return back of the movable spars in their initial position.
  • the total duration of a rectangular cycle is approximately 50 seconds.
  • the fixed andirons are carried by pins integral with the hearth of the oven.
  • the andirons mobile are carried by keels which cross the hearth of the oven and are fixed, under the oven, on a translation chassis.
  • the translation chassis is based on a mechanism that ensures a rectangular cycle by the horizontal and vertical movement of the frame assembly, bowling and andirons mobile.
  • US Pat. No. 3,993,432 also shows a mobile beam furnace equipped under the floor with a mobile translation frame horizontally and vertically by means of a mechanism.
  • the seal between the sole and the mechanics in the oven is obtained by longitudinal water tanks, integral with the translation frame, traversed by the movable keels, and metal skirts integral with the sole and diving into the water of the tanks.
  • Oblong openings in the hearth, necessary for the relative longitudinal movement of the movable keels, constitute a passage to evacuate the scale to the water tanks.
  • the evacuation thus obtained is not entirely satisfactory, especially in the areas of the oven where the scale is mainly produced, especially towards the exit of the oven.
  • the steel reheating furnaces operate continuously and have significant production capacity, for example 400 t / h.
  • the weight loss of the products resulting from the oxidation is commonly of the order of 0.6%.
  • calamine falls on the oven floor where it accumulates.
  • calamine is meant not only calamine itself, but more generally any polluting residue, generally solid.
  • the removal of the scale can be carried out during periodic stops of the oven. This solution is not satisfactory because it leads to a significant loss of production because of the time required for cooling the oven, the manual removal of scale, then the rise in temperature of the oven.
  • the oven can be equipped with scrubbing doors (or side) from which an operator will corny, that is to say, scrape and mechanically remove the calamine using a tool, rake type. This solution is not satisfactory either because access to the calamine located in the center of the oven is not easy. In addition, the opening of these scrubber doors causes air to enter the oven which has the effect of increasing the oxidation of the products present inside.
  • JP 03260592 relates to an oven that is not of the type with movable spars.
  • this oven are provided hoppers in the hearth and chutes opening into a water tank to recover the scale.
  • the implantation of hoppers and chutes require protruding shoulders under the bottom surface of the hearth, around the departure of the chutes, which complicates the construction.
  • the height of the hoppers is relatively small, so that for a given angle of inclination of the wall of the hoppers, the surface of the large base will be relatively small; the number of hoppers to cover a given area of sole will be all the more important.
  • a scraper chain is provided to evacuate the scale from the water tank. This configuration has the disadvantage of adding additional parts in motion which increases the complexity of the installation and the risk of failure.
  • the object of the invention is, above all, to provide a reheating furnace with moving spars which ensures, in a simple and effective manner, the automatic removal of the scale or other polluting residue, avoiding the disadvantages mentioned above.
  • a mobile beam oven for heating steel products, in particular slabs, blooms, blanks or billets, for bringing the product to be heated to the desired temperature for rolling
  • the furnace being equipped with the sole of a translation frame movable horizontally and vertically by means of a mechanism, the movable longitudinal members being supported by movable pins fixed on the translation frame and traversing oblong openings provided in the sole, and fixed spars; , carried by fixed keels mounted on the sole, being interposed between the movable spars, the sealing between the sole and the mechanics in the furnace, at the crossing of the sole by the movable keels, being obtained by water tanks integral with the translation chassis,
  • the hearth is thicker than in the rest of the oven
  • inclined surfaces are implanted in this thicker zone of the hearth, with a slope of walls sufficient to avoid sloping, so as to collect the scale and the residues and to lead them towards evacuation conduits,
  • the height of the hearth can be increased upward keeping a lower surface at the same level as the rest of the oven.
  • the inclined surfaces may consist of hopper walls located in areas between moving keels.
  • the hoppers, located between the movable keels, can be arranged parallel to the axis of the furnace.
  • the hoppers are located in the homogenization zone of the temperature of the products, towards the exit of the furnace, in particular at the level of the transverse offset of andirons.
  • Water tanks associated with the hoppers are dedicated to the evacuation.
  • the exhaust ducts through which the calamine is evacuated are in the center of the hoppers.
  • these openings When the oblong openings provided in the floor for the passage of the movable keels serve as calamine outlet ducts, preferably these openings have a greater length than that required for the movement of the pins.
  • the angle at the apex of the inclined surfaces is generally less than or equal to 100 °.
  • the translating frame may include recessed transverse irons so as to lower the sole irons in the area having inclined surfaces to allow the increase of the thickness of the sole.
  • squeegees located under the evacuation ducts are integral with the fixed hearth and dive into the water tanks, so that the relative movement between the water tanks and squeegees ensures the automatic continuous tracking of the scale and residues. in the water tanks to an evacuation system placed at the end thereof.
  • the internal diameter of the exhaust ducts is advantageously greater than or equal to 300 mm.
  • a flange is placed under the water tank to allow to go round the exhaust duct in case of obstruction thereof.
  • the oven according to the invention makes it possible to evacuate the scale continuously continuously, by a system which ensures permanently, even at the time of removal of the scale, the tightness of the oven.
  • the shape of the hoppers is adapted to cover a large area, especially more than half of the area of the hearth where they are located, particularly in the homogenization zone of the temperature of the products and the offset of the andirons.
  • the geometry of the chutes allows a ringardage thereof.
  • An automatically controlled winnowing system allows the evacuation of the scale, for example towards gutters.
  • the squeegees according to the invention operate quite satisfactorily in the absence of obstacles inside the dedicated water tanks.
  • An oven according to the invention allows the evacuation of the calamine which is in the center of the oven while it is difficult to access during the ringardage by the side doors
  • Fig. 1 is a schematic sectional view of a reheating furnace with moving spars, limited to the part of the furnace located on the disassembly side, with side part torn off a dedicated water tank.
  • - Fig.2 is a detail view on a larger scale of a dedicated water tank of Fig.1, with side part torn off.
  • FIG. 3 is a section along the line III-III of FIG. 4 of the part of the furnace shown in FIG. - Fig. 4 is a cross-sectional view of the furnace, along the line IV-IV of FIG. 1, at a row of hoppers according to the invention.
  • - Fig. 5 is a cross-sectional view of the furnace according to section V-V of FIG. 1 showing the detail of the collection hoppers for the scale at the end of dedicated water trays.
  • - Fig. 6 is a detail view on a larger scale of a dedicated water tank.
  • FIG. 7 is a perspective view of an exemplary scraper device with their attachment means.
  • - Fig.8 is a top view of the dedicated water tanks and water tanks crossed by the movable keels.
  • - Fig.9 is a schematic section along the line IX-IX of Fig.1 1, the sole of a furnace variant according to the invention.
  • FIG. 10 is a partial diagrammatic view in perspective, on a larger scale of the end of the sole of FIG.
  • Fig.1 1 is a top view of the sole of Fig.9
  • - Fig. 12 is a view similar to that of Fig.10 with variant embodiment.
  • FIG. 1 of the drawings we can see, schematically represented, a heating furnace with movable spar L. Only the part of the furnace located on the side of the disruption is visible in this figure.
  • a translation chassis 1 rests on the upper rollers 2a of the lifting frame 3 which itself rests on ramps 4 via the lower rollers 2b.
  • Drive means (not shown) in a reciprocating horizontal movement, parallel to the longitudinal direction of the furnace, is provided for the translation frame 1; another similar drive means (not shown) is provided for the lifting frame 3.
  • the thickness of the hearth 13 has been increased relative to the thickness of the zone with no hoppers.
  • the upper surface of the hearth, in the thicker zone is maintained at the same level as in the rest of the oven, against the lower surface has a recess. This is made possible in particular by embedding the transverse irons 20 of the translation frame 1 so as to lower the sun irons 21.
  • This configuration allows the implantation of large bins 12 with a wide opening flush with the sole to cover the maximum possible area.
  • These hoppers have a steep slope so as to avoid sloping in the hoppers.
  • the angle at the apex is thus less than or equal to 100 °.
  • the lower surface of the thicker area is flat, horizontal.
  • the height of the hoppers 12 is advantageously greater than the thickness of the sole 13 outside the hopper zone.
  • the large base, for example circular or rectangular hoppers 12, located at the upper surface of the hearth can have a large diameter, for a given angle of wall inclination, due to the greater thickness of the hearth.
  • a relatively small number of hoppers is thus sufficient to cover most, especially more than half, of the area of the sole, as shown in Fig.3.
  • Dedicated water tanks 5 are embedded on the transverse irons 20 of the translation frame 1 in its recessed portion 6 and are assigned only to the evacuation of the scale. The dedicated water tanks 5 thus follow the rectangular movements of the translation chassis.
  • the mobile spars L are formed by movable keels 15 and upstream and Ca and downstream chenons Cd supported by the movable keels 15 fixed on the translation frame 1.
  • the movable keels 15 pass through the sole 13.
  • Fixed longitudinal members N (FIG. 3), formed of fixed keels Q mounted on the sole, and fixed andbore fixed front and bottom runners Cb, carried by the fixed keels, are interposed between the movable spars. L.
  • the seal between the sole 13 and the mechanics in the oven is obtained by longitudinal water tanks 23, 23a (Fig.1 and 8) integral with the translation frame, traversed by the movable keels 15, and metal skirts J integral with the sole and diving into the water tanks.
  • Oblong openings O (FIG. 3) are provided in the floor for the passage and the relative longitudinal movement of the movable pins 15.
  • a plurality of fixed scrapers 7 (FIGS. 6 and 7) are mounted under the sole irons 21 by means of longitudinal irons 22 and spacer bars 8 along the length of the water container. These squeegees are thus integral with the oven floor.
  • the squeegees 7 dive into the water tanks 5 and allow the routing of calamine to recovery hoppers 9, placed at the end of the tanks, by the relative movement between the water tanks and squeegees obtained by the association the fixed position of the scrapers 7 and the rectangular displacement of the water tanks 5.
  • the hoppers 12 with their sloping walls, direct the scale or other pollutant residue to evacuation ducts E, generally vertical and located in the center of the hoppers.
  • the evacuation ducts E open into, or are connected to, evacuation circuits provided with valves 10 and evacuation pipes 1 1 for evacuation of the scale under the furnace.
  • the evacuation of the calamine recovered under the installation via the evacuation pipes 1 1 can be made for example by means of metal ducts, gutters in the civil engineering, or worm, or any other appropriate means following the configuration of the oven environment.
  • FIG. 3 of the drawings one can see the implantation of automatic discharge hoppers 12 in plan view of the hearth 13.
  • Their shapes may vary depending on the configuration of the environment. They can be round (cone-shaped), square, rectangular (truncated pyramid), or oval (ovoid trunk).
  • the masonry 14 around the moving keel passages 15 in the hearth can encroach on the hoppers.
  • the first row of hoppers is preferably in line with the offset 16 of the mobile downstream andc fixed andir dogs in relation to the moving upstream andbirons Ca and fixed Cb.
  • the last row of hoppers is closest to the rerouting. These are the two places where there are the most important deposits of calamine.
  • the number of rows of hoppers 12 is variable depending on the capacity of the oven and its dimensions. According to the embodiment of FIG. 3, two rows of hoppers 12 are provided. For other exemplary embodiments, there could be three, or four, or more rows of hoppers.
  • the hoppers 12 and the tanks 5 dedicated to the recovery of scale are not traversed by the movable keels 15, so that it results in a simplicity of construction and good conditions to evacuate the scale.
  • Fig. 4 of the drawings corresponding to a sectional view IV-IV of FIG. 1, one can see the device for automatic removal of the scale in cross section.
  • the hoppers 12 are advantageously arranged between two mobile spars formed of pins 15 and chenets Cd, and on either side of the pins 17 of the outer movable spars.
  • the evacuation ducts E are made in the form of ducts 18 of refractory material in the portion passing through the floor 13 and then of metal and of the same section in the lower part which plunges into the water tanks 5 to ensure the tightness of the furnace .
  • FIG. 1 cross-section can be seen at section V-V of FIG. 1, an example of a calamine recovery device at the end of the dedicated water tanks 5 via metal hoppers 9 which can connect several water tanks 5 between them depending on the configuration of the environment in the oven.
  • the squeegees 7 are fixed by means of longitudinal irons 22 and spacers irons 8.
  • a flange 19 placed under the dedicated water tray 5 makes it possible to go round the chute 18 in the event of obstruction thereof by the scale.
  • the flange 19 is located in the longitudinal axis of the trough 18 associated when the mechanics in the oven is in the low back position.
  • squeegee holding device 7 consists of vertical spacers 8 integral with the sole and longitudinal irons 22 fixed in the lower part of the spacers 8 to dive into the water of the bin 5.
  • Fig. 8 of the drawings it can be seen that for convenience of installation, the water tanks 23a crossed by the mobile keels 15, join the dedicated water tanks 5 to the outlet, so that the recovery hoppers 9 ensure a common collection .
  • Figs. 9-1 1 of the drawings illustrate a variant of the heating furnace arranged to facilitate the automatic removal of the scale.
  • the oblong openings 01, or buttonholes, the sole 13a intended to allow the movement of the movable keels are elongated beyond the length necessary for the movement of the pins.
  • the length of the openings 01, in the direction of advance of the products is advantageously equal to 1, 5 times the longitudinal advance of the products.
  • the geometry of the upper face of the hearth is modified by adding inclined planes 12a for directing the scale to the buttonholes O1, in particular to the part thereof extending beyond the end of the moving bowling pins.
  • the angle at the apex is found for the inclined planes 12a, acting as the walls of the hoppers 12.
  • the thickness of the hearth 13a at the level of the inclined planes is increased.
  • the lower surface of the hearth, in the thicker zone, can be maintained at the same level as in the rest of the furnace, against the upper surface has a recess.
  • the inclined planes 12a are provided only at the outlet of the furnace, against the inner face of the transverse wall 24 of removal.
  • Figures 10 and 12 show two variants.
  • the inner face of the transverse wall 24 of dishing is vertical.
  • the inner face of the transverse wall 24 for unloading comprises inclined planes 12a.
  • Fig.9-1 1 may come in replacement of that provided previously in Fig.1 -8, or in addition thereto.

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Abstract

Four à longerons mobiles de réchauffage de produits sidérurgiques, permettant de porter le produit à réchauffer à la température souhaitée pour le laminage, le four étant équipé sous la sole d'un châssis de translation (1 ) mobile horizontalement et verticalement par l'intermédiaire d'une mécanique, les longerons mobiles étant supportés par des quilles mobiles (15) fixées sur le châssis de translation et traversant des ouvertures oblongues prévues dans la sole (13), des longerons fixes, portés par des quilles fixes montées sur la sole, étant intercalés entre les longerons mobiles; dans la (les) zone(s) du four où est principalement produite la calamine, en particulier vers l'entrée et la sortie du four, la sole (13) est plus épaisse que dans le reste du four; des surfaces inclinées (12) sont implantées dans cette zone plus épaisse, avec une pente de parois suffisante pour éviter le talutage, de sorte de collecter la calamine et les résidus et de les conduire vers des conduits d'évacuation (E) qui débouchent dans des bacs à eau (5), fixés sur le châssis de translation (1 ) et permettant l'évacuation en continu de la calamine provenant des conduits d'évacuation, en conservant l'étanchéité du four.

Description

FOUR DE RECHAUFFAGE A LONGERONS MOBILES AGENCE POUR UNE EVACUATION DE LA CALAMINE
L'invention concerne les fours de réchauffage sidérurgiques à longerons mobiles destinés à réchauffer des produits en acier, notamment des brames, des blooms, des ébauches ou des billettes, à une température adéquate pour leur laminage à chaud.
Le four permet de porter les produits à des températures élevées, d'environ 1 150°C pour un acier au carbone. Le chauffage du four est communément réalisé par des brûleurs fonctionnant en léger excès d'air ce qui se traduit par la présence d'oxygène dans le four. Une oxydation importante des produits dans le four résulte de la combinaison d'une température élevée et de la présence d'oxygène.
Le brevet EP 0971 192 montre un four à longerons équipé de longerons fixes, et de longerons mobiles. Les longerons sont constitués de chenets et quilles refroidis. Les longerons mobiles permettent le transport des produits dans le four en suivant un cycle rectangulaire comportant une première phase de montée qui permet de soulever les produits des longerons fixes. Elle est suivie d'une seconde phase de transport horizontal puis d'une troisième phase de dépose des produits sur les longerons fixes. Les produits se sont ainsi déplacés d'un pas sur les longerons fixes avant la quatrième phase de retour en arrière des longerons mobiles dans leur position initiale. La durée totale d'un cycle rectangulaire est d'environ de 50 secondes. Les chenets fixes sont portés par des quilles solidaires de la sole du four. Les chenets mobiles sont portés par des quilles qui traversent la sole du four et sont fixées, sous le four, sur un châssis de translation. Le châssis de translation repose sur une mécanique qui assure un cycle rectangulaire par le déplacement horizontal et vertical de l'ensemble châssis, quilles et chenets mobiles.
Pour limiter les traces noires provoquées par l'ombre des chenets sur les produits, les longerons peuvent être décalés transversalement vers la sortie du four. Le brevet US 3 993 432 montre également un four à longerons mobiles équipé sous la sole d'un châssis de translation mobile horizontalement et verticalement par l'intermédiaire d'une mécanique. A la traversée de la sole par les quilles mobiles, l'étanchéité entre la sole et la mécanique sous four est obtenue par des bacs à eau longitudinaux, solidaires du châssis de translation, traversés par les quilles mobiles, et des jupes métalliques solidaires de la sole et plongeant dans l'eau des bacs. Des ouvertures oblongues dans la sole, nécessaires pour le mouvement relatif longitudinal des quilles mobiles, constituent un passage pour évacuer la calamine vers les bacs à eau. Toutefois l'évacuation ainsi obtenue n'est pas entièrement satisfaisante, notamment dans les zones du four où se produit principalement la calamine, en particulier vers la sortie du four.
Les fours de réchauffage sidérurgiques fonctionnent en continu et ont des capacités de production importantes, par exemple de 400 t/h. La perte de poids des produits résultant de l'oxydation est communément de l'ordre de 0.6%. Lorsqu'elle se détache des produits, la calamine tombe sur la sole du four où elle s'accumule. A l'endroit du décalage des chenets, et vers la sortie du four où la température des produits est plus importante, il s'y forme davantage de calamine, c'est pour cela qu'il est nécessaire qu'elle soit évacuée périodiquement. Par le terme « calamine » on désigne non seulement la calamine proprement dite, mais plus généralement tout résidu polluant, généralement solide.
L'évacuation de la calamine peut être réalisée lors d'arrêts périodiques du four. Cette solution n'est pas satisfaisante car elle conduit à une perte de production importante en raison du temps nécessaire pour le refroidissement du four, l'évacuation manuelle de la calamine, puis la remontée en température du four. Le four peut être équipé de portes de décrassage (ou latérales) à partir desquelles un opérateur va ringarder, c'est-à-dire gratter et évacuer mécaniquement, la calamine à l'aide d'un outil, du type râteau. Cette solution n'est pas non plus satisfaisante car l'accès à la calamine située au centre du four n'est pas aisé. Par ailleurs, l'ouverture de ces portes de décrassage entraîne des entrées d'air dans le four ce qui a pour effet d'accroître l'oxydation des produits présents à l'intérieur.
Le brevet JP 03260592 concerne un four qui n'est pas du type à longerons mobiles. Dans ce four sont prévues des trémies dans la sole et des goulottes débouchant dans un bac à eau pour récupérer la calamine. L'implantation des trémies et goulottes nécessite des épaulements en saillie sous la surface inférieure de la sole, autour du départ des goulottes, ce qui complique la construction. La hauteur des trémies est relativement réduite, de sorte que pour un angle d'inclinaison donné de la paroi des trémies, la surface de la grande base sera relativement réduite ; le nombre de trémies pour couvrir une surface donnée de sole devra être d'autant plus important. Une chaîne racleuse est prévue pour évacuer la calamine du bac à eau. Cette configuration présente l'inconvénient d'ajouter des pièces supplémentaires en mouvement ce qui augmente la complexité de l'installation et le risque de panne.
L'invention a pour but, surtout, de proposer un four de réchauffage à longerons mobiles qui assure, de manière simple et efficace, l'évacuation automatique de la calamine, ou autre résidu polluant, en évitant les inconvénients mentionnés précédemment.
Selon l'invention, un four à longerons mobiles de réchauffage de produits sidérurgiques, notamment de brames, de blooms, d'ébauches ou de billettes, permettant de porter le produit à réchauffer à la température souhaitée pour le laminage, le four étant équipé sous la sole d'un châssis de translation mobile horizontalement et verticalement par l'intermédiaire d'une mécanique, les longerons mobiles étant supportés par des quilles mobiles fixées sur le châssis de translation et traversant des ouvertures oblongues prévues dans la sole, et des longerons fixes, portés par des quilles fixes montées sur la sole, étant intercalés entre les longerons mobiles, l'étanchéité entre la sole et la mécanique sous four, à la traversée de la sole par les quilles mobiles, étant obtenue par des bacs à eau solidaires du châssis de translation,
est caractérisé en ce que :
- dans la (ou les) zone(s) du four où est principalement produite la calamine, ou autre résidu polluant, en particulier vers l'entrée et la sortie du four, la sole est plus épaisse que dans le reste du four,
- des surfaces inclinées sont implantées dans cette zone plus épaisse de la sole, avec une pente de parois suffisante pour éviter le talutage, de sorte de collecter la calamine et les résidus et de les conduire vers des conduits d'évacuation,
- ces conduits d'évacuation débouchant dans des bacs à eau fixés sur le châssis de translation, et permettant l'évacuation en continu de la calamine, ou autre résidu, en conservant l'étanchéité du four. La hauteur de la sole peut être augmentée vers le bas en conservant une surface supérieure au même niveau que dans le reste du four.
En variante la hauteur de la sole peut être augmentée vers le haut en conservant une surface inférieure au même niveau que le reste du four.
Les surfaces inclinées peuvent être constituées par des parois de trémies implantées dans des zones situées entre des quilles mobiles. Les trémies, situées entre les quilles mobiles, peuvent être disposées parallèlement à l'axe du four.
Avantageusement, les trémies sont situées en zone d'homogénéisation de la température des produits, vers la sortie du four, en particulier au niveau du décalage transversal de chenets mobiles. Des bacs à eau associés aux trémies sont dédiés à l'évacuation. De préférence, les conduits d'évacuation par lesquels s'évacue la calamine se trouvent au centre des trémies.
Lorsque les ouvertures oblongues prévues dans la sole pour le passage des quilles mobiles servent de conduits d'évacuation de la calamine, de préférence ces ouvertures ont une longueur plus importante que celle nécessaire au déplacement des quilles.
L'angle au sommet des surfaces inclinées est généralement inférieur ou égal à 100°.
Le châssis de translation peut comporter des fers transversaux encastrés de sorte d'abaisser les fers de sole dans la zone comportant des surfaces inclinées pour permettre l'augmentation de l'épaisseur de la sole. Avantageusement, des raclettes situées sous les conduits d'évacuation sont solidaires de la sole fixe et plongent dans les bacs à eau, de sorte que le mouvement relatif entre les bacs à eau et les raclettes assure le cheminement continu automatique de la calamine et des résidus dans les bacs à eau vers un système d'évacuation placé en extrémité de ceux-ci.
Le diamètre interne des conduits d'évacuation est avantageusement supérieur ou égal à de 300 mm. Avantageusement, une bride est placée sous le bac à eau pour permettre d'aller ringarder le conduit d'évacuation en cas d'obstruction de celui-ci.
Lorsque des bacs à eau dédiés à l'évacuation de la calamine sont prévus, avantageusement les bacs à eau des quilles mobiles rejoignent vers la sortie les bacs à eau dédiés pour une évacuation commune.
Le four selon l'invention permet d'évacuer la calamine en continu automatiquement, par un système qui assure en permanence, même au moment de l'évacuation de la calamine, l'étanchéité du four.
La forme des trémies est adaptée pour couvrir une grande surface, notamment plus de la moitié de la zone de la sole où elles sont implantées, en particulier en zone d'homogénéisation de la température des produits et au niveau du décalage des chenets. Par sécurité, la géométrie des goulottes permet un ringardage de celles-ci. Un système de vannage à commande automatique permet l'évacuation de la calamine, par exemple vers des gouttières.
Les raclettes selon l'invention fonctionnent de manière tout à fait satisfaisante en l'absence d'obstacle à l'intérieur des bacs à eau dédiés.
Un four selon l'invention permet l'évacuation de la calamine qui se trouve au centre du four alors qu'elle est difficilement accessible lors du ringardage par les portes latérales
L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci- après à propos d'exemples de réalisation, décrits avec référence aux dessins annexés, mais qui ne sont nullement limitatifs. Sur ces dessins :
- Fig. 1 est une vue schématique en coupe d'un four de réchauffage à longerons mobiles, limitée à la partie du four située du côté défournement, avec partie latérale arrachée d'un bac à eau dédié.
- Fig.2 est une vue de détail à plus grande échelle d'un bac à eau dédié de Fig.1 , avec partie latérale arrachée.
- Fig. 3 est une coupe selon la ligne lll-lll de Fig.4, de la partie du four représentée en Fig .1 . - Fig. 4 est une vue en coupe transversale du four, selon la ligne IV-IV de Fig.1 , au niveau d'une rangée de trémies selon l'invention.
- Fig. 5 est une vue transversale du four selon la coupe V-V de Fig.1 montrant le détail des trémies de collecte de la calamine en bout de bacs à eau dédiés. - Fig. 6 est une vue de détail à plus grande échelle d'un bac à eau dédié.
- Fig. 7 est une vue en perspective d'un exemple de dispositif de raclettes avec leur moyen de fixation.
- Fig.8 est une vue de dessus des bacs à eau dédiés et des bacs à eau traversés par les quilles mobiles.
- Fig.9 est une coupe schématique selon la ligne IX-IX de Fig.1 1 , de la sole d'une variante de four selon l'invention.
- Fig. 10 est une vue schématique partielle en perspective, à plus grande échelle de l'extrémité de la sole de Fig.9 côté défournement.
- Fig.1 1 est une vue de dessus de la sole de Fig.9, et
- Fig. 12 est une vue similaire à celle de la Fig.10 avec variante de réalisation.
En se reportant à Fig. 1 des dessins, on peut voir, schématiquement représenté, un four de réchauffage à longerons mobiles L. Seule la partie du four située du côté défournement est visible sur cette figure.
Un châssis de translation 1 repose sur les galets supérieurs 2a du châssis de levage 3 qui lui-même repose sur des rampes 4 par l'intermédiaire des galets inférieurs 2b. Un moyen d'entraînement (non représenté) selon un mouvement alternatif horizontal, parallèle à la direction longitudinale du four, est prévu pour le châssis de translation 1 ; un autre moyen d'entraînement (non représenté) similaire est prévu pour le châssis de levage 3. La combinaison des mouvements de va-et-vient, et le mouvement vertical de montée et de descente dû aux rampes, permet d'obtenir un cycle rectangulaire de déplacement. Pour de plus amples précisions, on peut se reporter au brevet EP 0971 192.
Comme le montre la Fig.1 , pour implanter les trémies 12 d'évacuation de la calamine selon l'invention dans la zone d'égalisation du four, l'épaisseur de la sole 13 a été augmentée par rapport à l'épaisseur de la zone ne comportant pas de trémies. Selon la réalisation de Fig.1 , la surface supérieure de la sole, dans la zone plus épaisse, est maintenue au même niveau que dans le reste du four, par contre la surface inférieure présente un décrochement. Cela est notamment rendu possible en encastrant les fers transversaux 20 du châssis de translation 1 de sorte d'abaisser les fers de sole 21 . Cette configuration permet l'implantation de trémies 12 de grande dimension avec une large ouverture au ras de la sole afin de couvrir le maximum de surface possible. Ces trémies ont une pente importante de manière à éviter le talutage dans les trémies. L'angle au sommet a est ainsi inférieur ou égal à 100°. La surface inférieure de la zone plus épaisse est plane, horizontale. La hauteur des trémies 12 est avantageusement supérieure à l'épaisseur de la sole 13 hors la zone de trémies. La grande base, par exemple circulaire ou rectangulaire des trémies 12, située à la surface supérieure de la sole peut avoir un diamètre important, pour un angle donné d'inclinaison de paroi, en raison de l'épaisseur plus forte de la sole. Un nombre relativement réduit de trémies est ainsi suffisant pour couvrir la majeure partie, notamment plus de la moitié, de la zone concernée de la sole, comme visible sur Fig.3.
Des bacs à eau dédiés 5 sont embarqués sur les fers transversaux 20 du châssis de translation 1 dans sa partie encastrée 6 et sont affectés uniquement à l'évacuation de la calamine. Les bacs à eau dédiés 5 suivent ainsi les déplacements rectangulaires du châssis de translation.
Les longerons mobiles L sont formés de quilles mobiles 15 et de chenets amont Ca et aval Cd supportés par les quilles mobiles 15 fixées sur le châssis de translation 1 . Les quilles mobiles 15 traversent la sole 13. Des longerons fixes N (Fig.3), formés de quilles fixes Q montées sur la sole, et de chenets fixes amont Cb et aval Ce portés par les quilles fixes, sont intercalés entre les longerons mobiles L. A la traversée de la sole par les quilles mobiles 15, l'étanchéité entre la sole 13 et la mécanique sous four est obtenue par des bacs à eau longitudinaux 23, 23a (Fig.1 et 8) solidaires du châssis de translation, traversés par les quilles mobiles 15, et des jupes métalliques J solidaires de la sole et plongeant dans l'eau des bacs. Des ouvertures oblongues O (Fig.3) sont prévues dans la sole pour le passage et le mouvement relatif longitudinal des quilles mobiles 15.
Une pluralité de raclettes 7 fixes (Fig.6 et 7) sont montées sous les fers de sole 21 au moyen de fers longitudinaux 22 et de fers entretoises 8 sur la longueur du bac à eau. Ces raclettes sont ainsi solidaires de la sole du four. Les raclettes 7 plongent dans les bacs à eau 5 et permettent l'acheminement de la calamine vers des trémies de récupération 9, placées en bout des bacs, par le mouvement relatif entre les bacs à eau et les raclettes obtenu par l'association de la position fixe des raclettes 7 et du déplacement rectangulaire des bacs à eau 5.
Les trémies 12, par leurs parois en pentes, dirigent la calamine, ou autre résidu polluant, vers des conduits d'évacuation E, généralement verticaux et situés au centre des trémies.
Les conduits d'évacuation E débouchent dans, ou sont reliés à, des circuits d'évacuation pourvus de vannes 10 et de tuyaux d'évacuation 1 1 permettant l'évacuation de la calamine sous le four.
L'évacuation de la calamine récupérée sous l'installation via les tuyaux d'évacuation 1 1 peut être faite par exemple par l'intermédiaire de goulottes métalliques, de caniveaux dans le génie civil, ou de vis sans fin, ou tout autre moyen approprié suivant la configuration de l'environnement sous four.
En se reportant à Fig. 3 des dessins, on peut voir l'implantation des trémies 12 d'évacuation automatique en vue de dessus de la sole 13. Leurs formes peuvent varier en fonction de la configuration de l'environnement. Elles peuvent notamment êtres rondes (en tronc de cône), carrées, rectangulaires (en tronc de pyramide), ou ovale (en tronc ovoïde).
Comme le montre la Fig. 3, les maçonneries 14 autour des passages de quilles mobiles 15 dans la sole peuvent empiéter sur les trémies. La première rangée de trémies se trouve de préférence à l'aplomb 16 du décalage des chenets aval mobiles Cd et fixes Ce relativement aux chenets amont mobiles Ca et fixes Cb. La dernière rangée de trémies se trouve au plus près du défournement. Ce sont les deux endroits où il y a les plus importants dépôts de calamine. Le nombre de rangés de trémies 12 est variable selon la capacité du four et ses dimensions. Selon l'exemple de réalisation de Fig.3, deux rangés de trémies 12 sont prévues. Pour d'autres exemples de réalisation, il pourrait y avoir trois, ou quatre, ou davantage, rangées de trémies. Les trémies 12 et les bacs 5 dédiés à la récupération de la calamine ne sont pas traversés par les quilles mobiles 15, de sorte qu'il en résulte une simplicité de construction et de bonnes conditions pour évacuer la calamine. En se reportant à Fig. 4 des dessins correspondant à une vue en coupe IV-IV de la Fig. 1 , on peut voir le dispositif d'évacuation automatique de la calamine en coupe transversale. Pour couvrir une surface importante au niveau de la sole, les trémies 12 sont avantageusement disposées entre deux longerons mobiles formés des quilles 15 et des chenets Cd, et de part et d'autre des quilles 17 des longerons mobiles extérieurs. Les conduits d'évacuation E sont réalisés sous forme de goulottes 18 en matériau réfractaire dans la partie traversant la sole 13 puis métalliques et de même section dans la partie inférieure qui plonge dans les bacs à eau 5 afin d'assurer l'étanchéité du four.
En se reportant à Fig. 5 des dessins, on peut voir en coupe transversale au niveau de la coupe V-V de la Fig. 1 , un exemple de dispositif de récupération de la calamine en bout des bacs à eau dédiés 5 par l'intermédiaire de trémies métalliques 9 pouvant relier plusieurs bacs à eau 5 entre eux en fonction de la configuration de l'environnement sous four.
En se reportant à Fig. 6 des dessins, on peut voir le détail de la section d'un bac à eau dédié 5 avec la goulotte métallique 18 d'acheminement de la calamine depuis la trémie 12 dans la sole et le dispositif de raclettes 7. Comme le montre la figure, les raclettes 7 sont fixées au moyen de fers longitudinaux 22 et de fers entretoises 8. Une bride 19 placée sous le bac à eau dédié 5 permet d'aller ringarder la goulotte 18 en cas d'obstruction de celle-ci par la calamine. La bride 19 se situe dans l'axe longitudinal de la goulotte 18 associée, lorsque la mécanique sous four est en position arrière basse.
En se reportant à Fig. 7 des dessins, on peut voir le détail d'un exemple de réalisation du dispositif de maintien des raclettes 7 constitué des entretoises 8 verticales solidaires de la sole et des fers longitudinaux 22 fixés en partie inférieure des entretoises 8 pour plonger dans l'eau du bac 5.
En se reportant à Fig. 8 des dessins, on peut voir que pour des commodités d'implantation, les bacs à eau 23a traversés par les quilles mobiles 15, rejoignent les bacs à eau dédiés 5 vers la sortie, de sorte que les trémies de récupération 9 assurent une collecte commune.
Les Fig. 9 - 1 1 des dessins illustrent une variante du four de réchauffage agencé pour faciliter l'évacuation automatique de la calamine. Selon cette variante les ouvertures oblongues 01 , ou boutonnières, de la sole 13a destinées à permettre le déplacement des quilles mobiles, sont allongées au-delà de la longueur nécessaire au déplacement des quilles. En particulier, la longueur des ouvertures 01 , suivant la direction d'avance des produits, est avantageusement égale à 1 ,5 fois le pas d'avance longitudinale des produits.
En outre la géométrie de la face supérieure de la sole est modifiée en y ajoutant des plans inclinés 12a destinés à diriger la calamine vers les boutonnières 01 , en particulier vers la partie de celles-ci s'étendant au-delà de l'extrémité du déplacement des quilles mobiles.
On retrouve l'angle au sommet a pour les plans inclinés 12a, jouant le rôle des parois des trémies 12. L'épaisseur de la sole 13a au niveau des plans inclinés est augmentée. La surface inférieure de la sole, dans la zone plus épaisse, peut être maintenue au même niveau que dans le reste du four, par contre la surface supérieure présente un décrochement.
Selon l'exemple de Fig.9-1 1 , les plans inclinés 12a ne sont prévus qu'à la sortie du four, contre la face intérieure de la paroi transversale 24 de défournement.
Les figures 10 et 12 représentent deux variantes de réalisation. Dans le cas de la figure 10, la face intérieure de la paroi transversale 24 de défournement est verticale. Dans le cas de la figure 12, la face intérieure de la paroi transversale 24 de défournement comprend des plans inclinés 12a.
La calamine, recueillie et guidée par les parois 12a, tombe dans les bacs à eau 23a qui se trouvent au dessous des boutonnières 01 et est évacuée par les raclettes qui se trouvent dans ces bacs. La disposition de Fig.9-1 1 peut venir en remplacement de celle prévue précédemment aux Fig.1 -8, ou en complément de celle-ci.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Four à longerons mobiles de réchauffage de produits sidérurgiques, notamment de brames, de blooms, d'ébauches ou de billettes, permettant de porter le produit à réchauffer à la température souhaitée pour le laminage, le four étant équipé sous la sole d'un châssis de translation (1 ) mobile horizontalement et verticalement par l'intermédiaire d'une mécanique, les longerons mobiles étant supportés par des quilles mobiles fixées sur le châssis de translation et traversant des ouvertures oblongues prévues dans la sole, et des longerons fixes, portés par des quilles fixes montées sur la sole, étant intercalés entre les longerons mobiles, l'étanchéité entre la sole et la mécanique sous four, à la traversée de la sole par les quilles mobiles, étant obtenue par des bacs à eau solidaires du châssis de translation,
caractérisé en ce que :
- dans la (les) zone(s) du four où est principalement produite la calamine, ou autre résidu polluant, en particulier vers l'entrée et la sortie du four, la sole (13, 13a) est plus épaisse que dans le reste du four,
- des surfaces inclinées (12, 12a) sont implantées dans cette zone plus épaisse de la sole, avec une pente de parois suffisante pour éviter le talutage, de sorte de collecter la calamine et les résidus et de les conduire vers des conduits d'évacuation (E) qui débouchent dans des bacs à eau (5, 23a),
les bacs à eau (5, 23a) fixés sur le châssis de translation (1 ) permettant l'évacuation en continu de la calamine, ou autre résidu, provenant des conduits d'évacuation, en conservant l'étanchéité du four.
2. Four selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la hauteur de la sole (13) est augmentée vers le bas en conservant une surface supérieure au même niveau que dans le reste du four.
3. Four selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la hauteur de la sole (13a) est augmentée vers le haut en conservant une surface inférieure au même niveau que le reste du four.
4. Four selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les surfaces inclinées sont constituées par des parois de trémies (12) implantées dans des zones situées entre des quilles mobiles (15).
5. Four selon la revendication 4, caractérisé en ce que les trémies (12) sont disposées entre les quilles mobiles (15), parallèlement à l'axe du four.
6. Four selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les trémies (12) sont situées en zone d'homogénéisation de la température des produits, vers la sortie du four, en particulier au niveau (16) du décalage transversal de chenets (Cd) mobiles.
7. Four selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que des bacs à eau (5) associés aux trémies (12) sont dédiés à l'évacuation.
8. Four selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que les conduits d'évacuation (E) par lesquels s'évacue la calamine se trouvent au centre des trémies (12).
9. Four selon la revendication 1 , caractérisé en ce que des ouvertures oblongues (01 ) prévues dans la sole (13a) pour le passage des quilles mobiles (15) ont une longueur plus importante que celle nécessaire au déplacement des quilles, et constituent les conduits d'évacuation (E).
10. Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'angle au sommet (a) des surface inclinées (12, 12a) est inférieur ou égal à 100°.
1 1 . Four selon la revendication 2, caractérisé en ce que le châssis de translation (1 ) comporte des fers transversaux (20) encastrés de sorte d'abaisser les fers (21 ) de sole dans la zone comportant des surfaces inclinées (12) pour permettre l'augmentation de l'épaisseur de la sole (13).
12. Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des raclettes (7) situées sous les conduits d'évacuation (E) sont solidaires de la sole fixe et plongent dans les bacs à eau, de sorte que le mouvement relatif entre les bacs à eau et les raclettes (7) assure le cheminement continu automatique de la calamine et des résidus dans les bacs à eau vers un système d'évacuation placé en extrémité de ceux-ci.
13. Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre interne des conduits d'évacuation (E) est de 300 mm au moins.
14. Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une bride (19) est placée sous le bac à eau pour permettre d'aller ringarder le conduit d'évacuation (E) en cas d'obstruction de celui-ci.
15. Four selon la revendication 7, caractérisé en ce que les bacs à eau (23a) des quilles mobiles (15) rejoignent vers la sortie les bacs à eau (5) dédiés à l'évacuation de la calamine pour une évacuation commune.
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