FR2670216A1 - Installation d'elaboration d'acier dans un four electrique. - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet une installation d'élaboration d'acier par fusion de ferraille comportant un four électrique, des moyens d'approvisionnement de la ferraille sous forme de charges individuelles et des moyens de mise en place au-dessus du four, d'un récipient de chargement contenant une charge de ferraille pour le déversement de celle-ci dans la cuve, par ouverture du fond, l'ensemble étant placé dans un bâtiment comprenant au moins une zone de réception et de reprise de la ferraille et une zone d'élaboration, Selon l'invention, les moyens de mise en place du récipient de chargement au-dessus du four sont constitués d'un organe spécifique de transport interposé de façon permanente entre la zone de réception et la zone de fusion et muni de moyens de support et de commande du déplacement du récipient de chargement suivant un parcours déterminé et à un niveau sensiblement constant entre une position de prise en charge et une position de déversement de la ferraille.

Description

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

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

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

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

La ferraille brute arrive dans la zone de réception dans un ou plusieurs récipients ou "paniers" de transport. Chaque panier est repris par un pont roulant, circulant au-dessus de toute l'installation, et est amené soit directement au-dessus du four, soit dans une cellule de préchauffage, dans les installations plus perfectionnées, le panier étant ensuite repris par le pont roulant et transporté au-dessus de la cuve.

Chaque panier est généralement muni d'un fond ouvrant constitué de deux coquilles montées rotatives chacune autour d'un axe horizontal et qui, en s'écartant l'une de l'autre, laissent tomber la ferraille qui se déverse dans la cuve du four dont le couvercle a été écarté. A cet effet, la voûte constituant le couvercle ainsi que les électrodes peuvent être suspendues à un portique déplaçable horizontalement ou, de préférence, à des bras montés rotatifs autour d'un axe vertical sur un socle placé à côté du four -
L'élaboration de l'acier génère un important volume de gaz chauds et poussiéreux pendant les phases de fusion et d'affinage et ces fumées sont captées par une conduite branchée sur un orifice ménagé dans la voûte et qui les évacue à l'extérieur après dépoussiérage.

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

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

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

A cet effet, on a proposé de placer le four dans une enceinte fermée aménagée dans le bâtiment, qui permet de réduire les bruits et de capter les fumées sortant du four pendant le chargement, mais les résultats obtenus restent insuffisants et, en outre, une telle enceinte gêne le transport des différents matériels et la circulation du personnel.

D'autre part, le transport par un pont roulant, au-dessus des différents appareillages, des paniers ou autres récipients contenant la ferraille, en particulier lorsqu'elle a été préchauffée, présente toujours un certain danger et l'imprécision des déplacements, quelle que soit l'habileté du conducteur du pont roulant, impose de respecter des distances de sécurité assez importantes, dans les trois dimensions, pour ne pas risquer de heurter les différents appareils et les circuits assez complexes de circulation des gaz et d'alimentation électrique.

L'invention a pour objet des perfectionnements aux installations d'élaboration d'acier en four électrique qui permettent de remédier à l'ensemble de ces inconvénients et, en particulier, de diminuer les pollutions, d'améliorer la sécurité et de permettre l'automatisation de la plus grande partie des opérations.

L'invention s'applique donc, d'une façon générale, à une installation d'élaboration d'acier par fusion de ferraille comportant au moins un four électrique comprenant une cuve de fusion fermée par un couvercle amovible et au moins une électrode reliée à une source de courant et susceptible de pénétrer verticalement dans la cuve en traversant le couvercle, des moyens d'approvisionnement de la ferraille sous forme de charges individuelles par l'intermédiaire d'au moins un récipient mobile et des moyens de mise en place au-dessus du four, après ouverture de couvercle , d'un récipient de chargement de la ferraille, ce dernier étant muni d'un fond ouvrant pour le déversement de la ferraille dans la cuve, l'ensemble étant placé dans un bâtiment comprenant une zone de réception et de reprise de la ferraille et une zone d'élaboration.

Conformément à l'invention, les moyens de mise en place du récipient de chargement au-dessus du four sont constitués d'un organe spécifique de transport, interposé de façon permanente entre la zone de réception et la zone de fusion et muni de moyens de support et de commande du déplacement du récipient de chargement suivant un parcours déterminé et à un niveau sensiblement constant entre une position de prise en charge et une position de déversement de la ferraille.

Dans une installation plus perfectionnée, comportant des moyens de préchauffage de chaque charge de ferraille avant son introduction dans le four, par circulation de gaz chauds, l'organe spécifique de transport détermine le déplacement du récipient de chargement entre une position de prise en charge de la ferraille préchauffée et la position de déversement dans le four.

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

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

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

Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, le récipient de chargement est muni, à sa partie inférieure, d'un moyen de liaison sensiblement étanche avec la cuve du four pour canaliser les gaz ascendants vers le récipient placé au-dessus d'elle dans la position de déversement. Ce moyen de liaison peut-être constitué d'une jupe entourant la partie inférieure du récipient de chargement et dont la base suit un profil correspondant sensiblement à celui de la partie supérieure de la cuve. De la sorte, en abaissant légèrement le récipient de chargement après mise en place au-dessus de la cuve, la base de la jupe s'applique sur le bord supérieur de la cuve qui se trouve ainsi coiffée par le récipient de chargement.

Il faut noter que le moyen de liaison du récipient de chargement avec la cuve du four sert également au guidage des ferrailles descendant vers la cuve du four.

Selon un autre perfectionnement particulièrement intéressant, le récipient de chargement constitue lui-même une enceinte de préchauffage de la ferraille et est muni à cet effet de deux orifices écartés en hauteur et susceptibles d'être branchés de façon amovible, en une position de préchauffage, respectivement sur deux conduites, l'une d'arrivée d'un courant de gaz chauds et l'autre d'évacuation desdits gaz, ledit récipient étant associé à des moyens de fermeture amovible, au moins en position de préchauffage, de ses deux ouvertures, respectivement supérieure et inférieure.

L'enceinte de préchauffage peut être montée de façon amovible sur l'organe de transport. Dans.ce cas, l'enceinte, placée dans une position de préchauffage, est d'abord branchée sur des conduites d'arrivée et d'évacuation de gaz chauds le temps nécessaire au préchauffage puis lesdites conduites sont débranchées et l'enceinte est prise en charge par le pont roulant pour être mise en place sur l'organe de transport. Le chargement en ferraille froide peut être effectuée soit dans la position de préchauffage, soit dans une autre position, dans la zone de réception, par exemple.

Mais l'enceinte de préchauffage peut aussi être montée de façon permanente sur 11 organe spécifique de transport de l'enceinte entre les deux positions de prise en charge et de déversement dans la cuve. Dans ce cas, l'enceinte placée dans la position de prise en charge est d'abord chargée en ferraille froide, normalement au moyen d'un panier, puis son couvercle est refermé et l'enceinte est branchée sur des conduites fixes d'arrivée et d'évacuation des gaz. Après préchauffage, lesdites conduites sont débranchées, puis l'organe de transport déplace l'enceinte jusqu'à la position de déversement, au-dessus de la cuve dont la voûte de fermeture est écartée.

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

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

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

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

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

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

La Figure 4 est une vue en plan schématique d'une installation placée dans un bâtiment à deux halles adjacentes.

La Figure 5 est une vue en élévation, en coupe axiale, d'une enceinte de préchauffage.

La Figure 6 qui est une vue en coupe, selon VI/VI de la Figure 4, montre l'utilisation d'un récipient de chargement comme enceinte de préchauffage.

La Figure 7 et la Figure 8 représentent respectivement en élévation et en vue de dessus, le four et l'enceinte de préchauffage dans la position de chargement.

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

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

Le four électrique 2, placé dans la zone d'élaboration et représenté en élévation sur la Figure 3, comprend une cuve 2' constituée d'une sole 21 et d'une virole 22 et fermée par un couvercle 23 à travers lequel passe au moins une électrode 24 reliée une source de courant et pénètrant verticalement dans la cuve 2' en traversant le couvercle 23.

Comme on l'a indiqué sur la Figure 1, le couvercle 23 est constitué d'une voûte suspendue à l'extrémité d'un bras 25 s'étendant en porte-à-faux à partir d'un socle 26 et monté pivotant autour d'un axe vertical de façon à pouvoir écarter la voûte jusqu'à la position 23' représentée en pointillés sur la Figure 1 et pour laquelle la cuve est entièrement dégagée.

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

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

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

Avant l'élaboration, il est préférable de préchauffer la charge de ferraille et dans ce cas on peut placer le panier 14 dans une enceinte de préchauffage constituée, dans l'exemple de la Figure 1, d'une chambre fermée 3 dans laquelle débouche une conduite 31 d'arrivée de gaz chauds.

Ces derniers proviennent d'une chambre de combustion 32 recevant les gaz produits dans le four lors de la fusion et de l'affinage et captés par une tubulure 33 branchée sur un orifice ménagé sur la voûte 23 du four. En effet, ces gaz comportent une forte proportion d'oxyde de carbone qui est ainsi éliminé avec production de chaleur.

Pour simplifier la Figure, le circuit de circulation des gaz de préchauffage, facile à concevoir, n'a pas été représenté en détail.

La ferraille est introduite dans le four 1 au moyen d'un récipient de chargement 4 de la façon représentée sur les Figures 2 et 3.

Le récipient de chargement 4 est limité par une paroi latérale sensiblement cylindrique 41 comportant une ouverture supérieure d'introduction par le haut d'une charge de ferraille et une ouverture inférieure de.déversement. Celle-ci peut être fermée de façon amovible, par un fond 42 constitué habituellement de deux coquilles montées pivotantes autour d'axes horizontaux de façon à pouvoir s'ouvrir ou se fermer. En outre, le récipient 4 est monté sur un organe de support et de transport 5 qui comporte un bras 51 s'étendant en porte-à-faux à partir d'un socle 52 placé à côté du four 2 et monté rotatif sur le socle 52 autour d'un axe 50. A son extrémité libre, le bras 51 forme une fourche 53 dans laquelle vient s'engager le récipient 4.

De la sorte, l'axe 40 du récipient 4 décrit, par rotation du bras 51, une arc de cercle centré sur l'axe 50, ce dernier étant placé par rapport au four 2 de telle sorte que l'axe 40 du récipient 4 vienne se placer, après rotation, dans l'alignement de l'axe 20 de la cuve 2' du four, dans la position représentée sur la Figure 3.

Ainsi, lorsque la ferraille a été réchauffée dans la chambre 3, le panier 14' est pris en charge par le pont roulant 12 qui, par un déplacement longitudinal, vient le placer au-dessus du récipient de chargement 4 dans la position de la Figure 2. Le fond 15 est ouvert et la ferraille préchauffée descend dans le récipient 4. On commande alors une rotation du bras 51 qui vient placer le récipient 4 au-dessus de la cuve 2', dans la position de la Figure 3. Le fond 42 est ouvert et la ferraille préchauffée est déversée dans le four. On voit que, grâce à l'utilisation d'un organe spécifique 5 de support et de transport du récipient de chargement 4, ce dernier se déplace sur un parcours bien déterminé et à un niveau constant entre deux positions fixes, respectivement la position de prise en charge représentée sur la Figure 2 et la position de déversement représentée sur la Figure 3.

On connaît donc avec précision le chemin parcouru par le récipient de chargement 4 et le niveau du déplacement qui s'effectue ainsi en toute sécurité. L'organe de transport 5 peut en effet être implanté de façon à ne pas gêner les mouvements autour du four 2 et les différents organes, en particulier toutes les conduites de circulation des gaz, peuvent être positionnés de façon à rester écartés, à tout moment, de l'organe de transport 5. Dans l'exemple représenté, les différents dispositifs sont placés dans l'alignement des uns des autres à l'intérieur d'une halle unique 10, le bras de support 51 tournant de 1800 entre la position de prise en charge et la position de déversement. On libère ainsi tout un côté de la halle dans laquelle peuvent être placés, notamment, les dispositifs 6 d'alimentation en additions à partir d'un certain nombre de trémies 61.

En outre, lorsqu'il transporte les paniers de ferraille 14, le pont roulant 12 ne dépasse pas la zone de préchauffage 3 et n'a plus à pont roulant 12 ne dépasse pas la zone de préchauffage 3 et n'a plus à venir au-dessus du four, sinon à l'arret de celui-ci, pour entretien. De la sorte, comme on le voit sur la Figure 3, lors du chargement de la ferraille par le récipient 4, tout l'espace de la halle 10 au-dessus du four est dégagé et permet l'évacuation libre des fumées qui sont guidées par le récipient 4 vers une hotte 17 placée dans le toit 13. On pourrait meme, éventuellement, abaisser la hotte de récupération pour la rapprocher du four. Au contraire, dans les installations classiques où l'on amène directement un panier au-dessus du four au moyen d'un pont roulant, ce dernier gene l'évacuation des fumées vers la hotte.

Mais l'utilisation d'un organe de transport rotatif entre les deux zones de préchauffage et d'élaboration permet aussi de disposer l'installation, comme on l'a représenté sur les Figures 4 et 6, dans deux halles parallèles, respectivement une halle 10a où sont placées la zone de réception A, la zone de préchauffage B et la zone D de préparation des éléments d'addition, et une halle lOb dans laquelle est placé uniquement le four, sur un plancher de coulée entièrement dégagé. Toutes les manutentions des paniers s'effectuent ainsi dans la halle 10a et la halle lOb est munie d'un pont roulant qui sert uniquement à l'entretien.

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

L'invention présente également un autre avantage très important.

En effet, l'utilisation d'un organe spécifique de transport suivant un chemin déterminé et entre deux positions fixes de prise en charge et de déversement permet d'automatiser intégralement toutes les opérations de chargement, ce qui n'est pas possible lorsque l'on utilise un pont roulant.

Mais l'invention permet aussi d'ajouter facilement dans la cuve, avant ou après le déversement des ferrailles, des éléments d'addition tels que castine, chaux, charbon, etc... Ceux-ci peuvent être chargés, par exemple, au moyen du pont roulant 12, dans une trémie de réception 62 à partir de laquelle ils sont dirigés vers un ensemble de trémies 61 de stockage des différents éléments d'addition. De façon avantageuse, le bras 51 est muni d'une trémie auxiliaire 63 qui est placée à côté du récipient de chargement 4 et vient donc se placer avec ce dernier au-dessus du four, à une certaine distance de l'axe 20, dans la position 63' indiquée en pointillés sur la Figure.Cette position étant constante, les trémies de stockage 61 peuvent etre associées à un organe de chargement 6 qui suit un parcours déterminé pour arriver au-dessus de la position de la trémie 63', le dernier tronçon de l'organe de chargement 6 pouvant etre constitué d'une goulotte 64 montée pivotante de façon à dégager l'espace au-dessus de la voûte 23 pour permettre la rotation de celle-ci.

Comme on le voit sur les Figures 2 et 3, la trémie auxiliaire 63 est placée le long du récipient 4 de façon à ne pas gener l'ouverture des coquilles 42.

Selon une autre disposition avantageuse représentée sur la
Figure 6, un orifice 27 peut être ménagé sur la tubulure 26 d'évacuation des fumées de façon à déboucher au-dessus de la cuve 2' du four. Dans ce cas, comme on l'a indiqué sur le Figure 4, l'organe de chargement des additions 6 peut déboucher au-dessus de l'orifice 27 qui permet de déverser les additions directement dans le four, sans ouverture du couvercle 23.

Dans l'exemple représenté, le récipient de chargement 4 est fixé de façon permanente sur le bras 51, mais on peut aussi le monter de façon amovible. Dans ce cas, le récipient 4 est placé à l'intérieur de l'enceinte de préchauffage 3, à la place du panier de transport 14' et est ensuite repris par le pont roulant 12 pour etre placé sur le bras 51, dans la fourche 53.

Comme on l'a déjà indiqué, du fait que le récipient de chargement décrit un parcours déterminé et à un niveau constant, on peut, dans la position de déversement représentée sur la Figure 3, le placer très près du bord supérieur de la cuve 2' et parfaitement centré sur l'axe 20 de celle-ci. De ce fait, le récipient 4 diminue les risques de projections d'acier lors du déversement, sa partie inférieure pouvant avoir la forme d'une trémie pour canaliser les ferrailles vers le centre de la cuve 2' en diminuant ainsi les risques de dépôts sur les bords de la sole 21 et la détérioration de la paroi latérale 22.

En outre, en étant ainsi placé tout près de la cuve 2', le récipient 4 capte les fumées et sert de cheminée de guidage ascendant des gaz vers la hotte 17.

Cet effet peut encore être amélioré en prévoyant, à la base du récipient 4, un moyen de liaison sensiblement étanche avec la cuve, selon la disposition représentée, à titre d'exemple, sur la Figure 5.

Dans ce cas, en effet, on dispose autour de la partie inférieure du récipient 4 une jupe 43 limitée par une paroi métallique 43 qui entoure la paroi latérale 41 à une certaine distance, de façon à ménager un espace annulaire dans lequel peuvent venir se placer, en position relevée, les coquilles 42 de fermeture du fond du récipient 4.

A sa partie supérieure, la paroi latérale 43 est reliée à la paroi 41 du récipient 4 par une cloison 44 qui ferme vers le haut l'espace annulaire. En revanche, la jupe 43 s'ouvre largement vers le bas, par un orifice limité par une bride 45 placée à un niveau inférieur à celui des coquilles de fermeture 42 et ayant, en section horizontale, un profil identique à celui du bord supérieur de la virole 22 de la cuve 2' du four 2.

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

Mais il arrive aussi que l'on donne à la virole 22 et au couvercle 23 une forme ovoïde de façon à recouvrir le bec de coulée de l'acier ménagé habituellement sur un côté de la sole 21. Dans ce cas, on donnera encore à l'orifice inférieur de la jupe 43 une section circulaire de même diamètre que le four, mais en prolongeant la bride 45 sur un côté, par une plaque 46 susceptible de recouvrir la partie ovale du four correspondant au bec de coulée. Ainsi, lorsque le récipient 4 est placé au-dessus de la cuve du four, celle-ci est entièrement recouverte par la base 45, 46 de la jupe 43 qui peut être placée à une faible distance du bord supérieur de la paroi latérale 22 de la cuve 2' et assure un guidage sensiblement étanche des gaz vers le récipient 4 formant cheminée.

En outre, on peut prévoir sur l'organe de transport 5, un réglage de faible amplitude de la hauteur du récipient 4. Par exemple, ce dernier peut reposer sur deux vérins de faible course 57 prenant appui sur les deux branches de la fourche 53 et permettant de lever ou d'abaisser le récipient 4. On peut aussi prévoir une articulation du bras 51 sur le socle 52 autour d'un axe horizontal en l'associant à un vérin permettant un certain réglage de hauteur.

De la sorte, lorsque lton fait pivoter le bras 51 à un niveau constant on peut régler la hauteur du récipient 4 pour le faire passer un peu au-dessus de la cuve, puis on abaisse le récipient 4 en appliquant la base 45, 46, de la jupe 43 sur le bord supérieur de la cuve 2'. On assure ainsi une liaison pratiquement étanche entre la cuve 2' et le récipient 4.

Mais la Figure 5 montre un autre perfectionnement particulièrement avantageux du récipient de chargement 4, permettant d'utiliser ce dernier comme enceinte de préchauffage.

Dans ce cas, en effet, le récipient 4 est associé à des moyens de fermeture amovible des deux ouvertures supérieure et inférieure et peut être branché sur un circuit de circulation de gaz chauds.

Dans les exemples représentés sur les Figures 6 à 8, le récipient 4 peut être fermé, à sa partie supérieure, par un couvercle amovible 7 et, à sa partie inférieure, par une base fermée 34 ménagée sur un plancher auxiliaire 18 et sur laquelle est posé le récipient 4 en position de préchauffage. il constitue ainsi une enceinte fermée dans laquelle on peut faire passer un courant de gaz chauds.

A cet effet, comme on l'a indiqué sur le Figure 5, la jupe 43 est munie d'un orifice latéral muni d'une tubulure 47 sur laquelle peut se brancher une conduite d'arrivée de gaz chauds qui se répandent dans l'espace annulaire, passant entre les coquilles 42 et le bord inférieur de la paroi 41, la fermeture n'étant pas étanche, remontent dans le récipient 4 en cédant leur chaleur à la charge de ferraille qui s'y trouve accumulée et s'échappent par un orifice 71 ménagé dans le couvercle 7.

Un tel circuit de circulation de gaz chauds a été représenté schématiquement sur la Figure 6 qui montre l'ensemble de l'installation en position de préchauffage.

Dans cette position, le four 2 est en fonctionnement, le couvercle 23 étant fermé et l'électrode 24 abaissée. l'organe de transport 5 est tourné du côté opposé au four 2 de façon à placer le récipient de chargement 4 au-dessus du plancher 18 sur la base fermée 34, cette dernière ayant, en section droite, un profil identique à celui de la paroi latérale 22 de la cuve 2' du four et orienté symétriquement par rapport à l'axe 20 de pivotement de l'organe de transport 5. Comme on l'a déjà indiqué, le récipient de chargement 4 peut avantageusement reposer sur le bras de support 51 par l'intermédiaire de vérins 54 qui permettent de commander un déplacement vertical de faible amplitude. Ainsi, après avoir amené le récipient 4 dans la position de la Figure 6, on l'abaisse légèrement au moyen des vérins 54 pour le faire reposer sur la base 34, la jupe 43 étant ainsi fermée de façon étanche.On notera que les vérins 54 permettent de régler la pression d'application du récipient 4 sur la base 34, la plus grande partie de la charge étant supportée par le bras 51.

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

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

Lorsque le récipient 4 est placé sur la base 34, dans la position de préchauffage représentée sur la Figure 6, la tubulure 47 vient se placer en face de l'extrémité de la conduite de dérivation 31 sur laquelle elle peut être branchée au moyen du joint 38. De meme, dans cette position, la tubulure 71 débouchant dans le couvercle 7 vient se placer devant une conduite 72 d'évacuation des gaz vers le circuit de dépoussiérage et sur laquelle elle peut être branchée par un joint amovible 73.

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

Lorsque le four 2 doit être réalimenté en ferraille, l'électrode 24 est remontée et la conduite 33 est débranchée, ce qui permet l'ouverture du couvercle 23. De même, les conduites 31 et 72 sont débranchées respectivement des tubulures 47 et 71. Le couvercle 7 est retiré et, le récipient 4, ainsi libéré, est placé par rotation de l'organe de transport 5, au-dessus de la cuve 2' du four dans la position représentée sur les Figures 7 et 8. La ferraille préchauffée est alors déversée dans la cuve 2'.

Dans la disposition représentée sur les Figures 6 à 8, le couvercle 7 est suspendu à un bras auxiliaire 74 monté pivotant autour de l'axe 20, au-dessus de l'organe de transport 5, par exemple par l'intermédiaire de câbles de suspension 75 qui permettent de lever ou d'abaisser le couvercle 7.

Lorsque le couvercle 7 est relevé, le bras auxiliaire 74 accompagne le mouvement du bras 51 et du récipient 4 mais est arrêté dans la position transversale 7' représentée sur la Figure 8 et on le laisse dans cette position lorsque l'on ramène le récipient 4 dans sa position de préchauffage 4'après avoir déversé la charge de ferraille préchauffée dans le four 2. Le récipient 4 est ainsi ouvert vers le haut et l'on peut y introduire une nouvelle charge de ferraille froide contenue dans un panier 14 suspendu au pont roulant. Par rotation du bras 74, on ramène alors le couvercle 7 au-dessus du récipient 4 qui a lui-même été abaissé de façon à reposer sur la base 34. On abaisse le couvercle 7 sur la paroi latérale 41 et l'on branche les conduites d'alimentation 31 et d'évacuation 72 des gaz chauds.Le récipient 4 est alors en position pour le préchauffage de la nouvelle charge.

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

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

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

On pourrait aussi simplifier le chargement en additions en plaçant sur l'organe de transport 5 plusieurs trémies auxiliaires telles que 63, munies à leur base d'une fermeture amovible et contenant chacune la quantité nécessaire d'un élément d'addition. Ainsi, chaque trémie passant à tour de rôle, au-dessus du four, permettrait d'y introduire les additions souhaitées.

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

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

Claims (19)

REVENDICATIONS

1. Installation d'élaboration d'un métal tel que l'acier par fusion d'une matière ferreuse telle que de la ferraille comportant - au moins un four électrique comprenant une cuve de fusion fermée par un couvercle amovible et au moins une électrode reliée à une source de courant et susceptible de pénétrer verticalement dans la cuve en traversant le couvercle, - des moyens d'approvisionnement de la ferraille sous forme de charges individuelles destinées à être introduites l'une après l'autre dans le four, - au moins un récipient de chargement comportant une ouverture supérieure d'introduction d'une charge de ferraille et une ouverture inférieure de déversement fermée par un fond amovible, - des moyens de mise en place au-dessus du four, après ouverture de couvercle, d'un récipient de chargement contenant une charge de ferraille pour le déversement de celle-ci dans la cuve, par ouverture du fond, - l'ensemble étant placé dans un bâtiment comprenant au moins une zone de réception et de reprise de la ferraille et une zone d'élaboration,

caractérisée par le fait que les moyens de mise en place du récipient de chargement au-dessus du four sont constitués d'un organe spécifique de transport interposé de façon permanente entre la zone de réception et la zone de fusion et muni de moyens de support et de commande du déplacement du récipient de chargement suivant un parcours déterminé et à un niveau sensiblement constant entre une position de prise en charge et une position de déversement de la ferraille.

2. Installation selon la revendication 1, dans laquelle chaque charge de ferraille est préchauffée, avant son introduction dans le four, par circulation de gaz chauds, caractérisée par le fait que l'organe spécifique de transport détermine le déplacement du récipient de chargement, suivant un parcours fixe, entre une position de prise en charge de la ferraille préchauffée et la position de déversement dans le four.

3. Installation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que l'organe de transport du récipient de chargement comporte au moins un bras monté pivotant autour d'un axe vertical sur un socle fixe placé entre la zone de réception et la zone d'élaboration et s'étendant en porte-à-faux jusqu a une extrémité libre munie de moyens de support du récipient de chargement, et des moyens de commande de la rotation dudit bras autour de son axe pour le déplacement du récipient de chargement suivant un arc de cercle entre la position de prise en charge et la position de déversement de la ferraille dans la cuve du four.

4. Installation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que l'organe de transport est muni de moyens de commande d'un déplacement vertical d'ampleur limitée du récipient de chargement par rapport au niveau du déplacement.

5. Installation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que le récipient de chargement est monté de façon amovible sur l'organe de transport.

6. Installation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que le récipient de chargement est fixé de façon permanente sur 1' organe de transport.

7. Installation selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le récipient de chargement est muni, à sa partie inférieure, d'un moyen de liaison sensiblement étanche avec la cuve du four pour le guidage ascendant des gaz de la cuve vers le récipient placé au-dessus d'elle dans la position de déversement.

8. Installation selon la revendication 7, caractérisée par le fait que le moyen de liaison du récipient de chargement avec la cuve sert au guidage descendant des ferrailles vers la cuve.

9. Installation selon la revendication 7, caractérisée par le fait que le moyen de liaison entre la cuve et le récipient est constitué d'une paroi métallique formant une jupe entourant la partie inférieure du récipient de chargement et dont la base suit un profil correspondant sensiblement à celui de la partie supérieure de la cuve.

10. Installation selon la revendication 9, caractérisée par le fait que, après déplacement et mise en place du récipient de chargement au-dessus de la cuve, ledit récipient est légèrement abaissé de façon que la base de la jupe s'applique sur le bord supérieur de la cuve.

11. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'organe de transport est muni d'au moins une trémie de chargement en produits d'addition, solidaire en déplacement du récipient de chargement.

12. Installation selon la revendication 11, caractérisée par le fait que la trémie est placée sur l'organe de transport de façon à passer au-dessus de la cuve du four avant ou après l'arrivée du récipient de chargement en position de déversement dans une position intermédiaire de déversement des additions.

13. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le récipient de chargement constitue une enceinte de préchauffage de la ferraille, ledit récipient étant muni de deux orifices écartés en hauteur et susceptibles d'être branchés de façon amovible, en une position de préchauffage, respectivement sur deux conduites, l'une d'arrivée d'un courant de gaz chauds et l'autre d'évacuation desdits gaz, et étant associé à des moyens de fermeture amovible, au moins en position de préchauffage, des deux ouvertures, respectivement supérieure et inférieure.

14. Installation selon la revendication 13, caractérisée par le fait que le moyen de fermeture de l'ouverture supérieure de l'enceinte de préchauffage est un couvercle monté sur un support avec une possibilité de déplacement vertical limité pour son application sur l'enceinte et son relèvement, et une possibilité de déplacement horizontal pour son écartement de l'enceinte en position relevée.

15. Installation selon l'une des revendications 13 et 14, caractérisée par le fait que l'enceinte de préchauffage est montée de façon amovible sur l'organe spécifique de transport et de déplacement et peut être déplacée, dans la zone de préchauffage, entre une position de préchauffage dans laquelle l'enceinte est chargée en ferraille et branchée sur les conduites d'arrivée et d'évacuation de gaz chauds, et une position de mise en place sur l'organe spécifique de transport.

16. Installation selon l'une des revendications 13 et 14, caractérisée par le fait que l'enceinte de préchauffage est montée de façon permanente sur l'organe spécifique de transport qui commande le déplacement de l'enceinte entre deux positions fixes, respectivement de prise en charge et de déversement et que, dans la position de prise en charge, l'enceinte est d'abord chargée en ferraille froide puis le couvercle est refermé et l'enceinte est branchée sur des conduites fixes d'arrivée et d'évacuation de gaz, puis les conduites sont débranchées et l'organe de transport déplace l'enceinte jusqu a la position de déversement.

17. Installation selon la revendication 16, caractérisée par le fait que le couvercle est relevé et écarté de l'enceinte avant la mise en place de celle-ci dans la position de déversement.

18. Installation selon la revendication 16, caractérisée par le fait que l'orifice supérieur de branchement sur le circuit de circulation de gaz chauds est ménagé sur le couvercle et que, après débranchement dudit orifice, le couvercle est maintenu sur l'enceinte de préchauffage et, lorsque cette dernière est placée en position de déversement dans la cuve, l'orifice du couvercle est branché de façon amovible sur un circuit d'évacuation des fumées.

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