La présente invention concerne généralement une hotte aspirante pour une poche de métal liquide et un procédé d'aspiration de gaz et poussières pendant le traitement de métal liquide en poche.

Dans les procédés de traitement de métal liquide, le métal, par ex. de l'acier, est couramment traité en poche, par l'intermédiaire d'une cloche ou d'un tube plongé(e) dans le métal liquide. Dans ce genre de procédés, le métal liquide contenu dans la poche est soumis à différents traitements dans une zone confinée, délimitée par la cloche plongeant dans le métal liquide. En dessous de la cloche, on injecte un gaz de barbotage dans le métal liquide pour l'homogénéiser pendant le traitement.

Dans de tels procédés, il est souvent souhaitable de recueillir les gaz et poussières provenant de la poche. Pour cette raison, le traitement du métal dans la poche au moyen de la cloche est généralement réalisé sous une hotte aspirante.

Un type de hotte aspirante connu comprend une structure formant couvercle dimensionnée de sorte à s'étendre au-dessus de l'ouverture de la poche. Des moyens d'aspiration sont associés à la structure formant couvercle pour extraire les gaz issus du récipient métallurgique hors du couvercle. La hotte comprend une partie de couvercle mobile montée dans un passage sensiblement vertical aménagé dans la structure formant couvercle, et est ajustable verticalement dans ce passage. La partie de couvercle mobile présente une ouverture par laquelle la cloche traverse le couvercle de hotte pour atteindre le bain de métal contenu dans la poche. Cette partie de couvercle mobile est abaissée vers la poche lorsqu'on plonge la cloche dans le bain. Afin de garantir un déplacement aisé du couvercle mobile, un jeu est prévu entre la partie de couvercle mobile et le passage de la structure formant couvercle. Vu les dimensions d'une telle installation et les conditions d'utilisations sévères, un jeu relativement important est nécessaire, typiquement de l'ordre de plusieurs centimètres.

Ce jeu ne peut malheureusement pas être obstrué par un joint classique, en raison des très hautes températures qui règnent lorsque la poche est présente sous la hotte et de la grande quantité de poussières qui encrasseraient rapidement un tel joint.

C'est pourquoi, dans de telles hottes aspirantes, on essaie de minimiser les fuites de gaz et poussières au niveau du jeu de la partie de couvercle mobile en augmentant la puissance d'aspiration sous la hotte.

L'objet de la présente invention est de proposer une hotte aspirante améliorée pour un récipient métallurgique tel qu'une poche, présentant un minimum de fuites de gaz et poussières par le jeu du joint de couvercle mobile. Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par une hotte aspirante selon la revendication 1.

Afin de résoudre le problème mentionné ci-dessus, la hotte aspirante selon l'invention comprend, au niveau d'une zone de recouvrement entre le passage et la partie de couvercle mobile, des moyens pour dévier les gaz et/ou poussières afin de dévier les gaz et/ou poussières susceptibles de s'échapper par le jeu de la partie de couvercle mobile.

Ainsi, dans la hotte aspirante selon l'invention, les fuites de gaz et/ou poussières sont considérablement réduites, voire éliminées, en créant une déviation des gaz au niveau de l'endroit même par lequel ils pourraient s'échapperaient. Cela permet de ne pas obstruer le jeu de la partie de couvercle mobile, tout en minimisant les fuites de gaz et poussières vers l'extérieur.

Un autre avantage de la présente invention est qu'elle permet de réduire la puissance d'aspiration en requise. En effet, il n'est plus nécessaire d'établir une dépression aussi importante que dans les hottes aspirantes conventionnelles pour éviter les fuites par le jeu de la partie de couvercle mobile. En réduisant la dépression sous la hotte, on diminue le volume d'air qui circule au-dessus du métal liquide dans la poche, et on diminue ainsi les risques de nitruration du bain de métal.

Cette déviation des gaz et poussières se fait de préférences par des moyens d'aspiration de gaz et/ou poussières aménagés au niveau de la zone de recouvrement. Gaz et poussières s'engageant dans l'espace du au jeu de la partie de couvercle mobile sont donc aspirés et ainsi déviés de leur cheminement dans cet espace, et ne s'échappent pas dans l'atmosphère.

Alternativement, on peut réaliser la déviation des gaz et poussières provenant du récipient métallurgique par des moyens de soufflage de gaz. En soufflant un gaz (par exemple de l'air) au niveau de la zone de recouvrement, on crée un rideau de gaz qui empêche la remontée des gaz et poussières par le jeu de la partie de couvercle mobile.

Afin de limiter la quantité de gaz ou poussières qui peut s'engager dans le jeu du couvercle mobile, les moyens de déviation sont préférablement prévus dans la partie inférieure du passage dans la structure formant couvercle.

Dans un mode de réalisation préféré, le passage dans la structure formant couvercle est défini par des parois sensiblement verticales s'étendant sur une hauteur prédéterminée. La partie de couvercle mobile comprend des parois coopérant avec les parois du passage pour définir le jeu. Cette variante est conçue de sorte que quelle que soit la position de la partie de couvercle mobile dans le passage, il existe un recouvrement entre une partie inférieure des parois du passage et les parois de la partie mobile. Les moyens permettant le soufflage ou l'aspiration comprennent alors une série d'orifices débouchant dans cette partie inférieure des parois dudit passage pour assurer la déviation des gaz et/ou poussières par aspiration ou soufflage. On notera que, en raison du recouvrement, les parois périphériques de la partie de couvercle mobile se trouvent toujours en regard des orifices dans la partie inférieure du passage. Cela permet une plus grande efficacité des moyens de déviation qui agissent donc dans l'espace du jeu.

Dans le cas de l'aspiration, les orifices sont raccordés à des moyens d'aspiration. De préférence, les orifices sont raccordés aux moyens associés à la structure formant couvercle pour aspirer les gaz et/ou poussières. Dans le cas du soufflage, les canaux sont raccordés à une alimentation de gaz comprimé, par ex. d'air comprimé.

De préférence, structure formant couvercle s'étend sur une surface correspondant au moins à celle de l'ouverture du récipient métallurgique.

L'évacuation des gaz et poussières hors de la structure formant couvercle se fait quant à elle de préférence par au moins une conduite d'aspiration débouchant dans le volume de collecte défini par la structure formant couvercle et raccordée à des moyens d'aspiration.

La présente hotte aspirante est utilisable dans une variété d'applications de traitement de métal liquide en poche, et en particulier avec un dispositif de traitement de métal liquide comprenant une cloche fixe ou rotative, ou un tube. L'ouverture dans la partie de couvercle mobile est donc avantageusement prévue pour le passage d'un tel dispositif.

Selon un autre aspect de l'invention, on propose un procédé d'aspiration de gaz et/ou poussières pendant le traitement de métal liquide dans un récipient métallurgique tel qu'une poche, dans lequel le récipient métallurgique est placé sous une hotte aspirante. La hotte aspirante comprend une structure formant couvercle dimensionnée de sorte à s'étendre au-dessus de l'ouverture du récipient métallurgique et munie un passage. Une partie de couvercle mobile est associée au passage et est ajustable dans celui-ci, un jeu étant prévu entre la partie de couvercle mobile et le passage de la structure formant couvercle. La partie de couvercle mobile présente en outre une ouverture pour un dispositif de traitement du métal dans le récipient métallurgique. Selon le présent procédé, on aspire les gaz et/ou poussières issus du récipient métallurgique hors de la structure formant couvercle. En outre, on appréciera qu'au niveau d'une zone du passage qui se recouvre avec la partie de couvercle mobile, on créé une déviation des gaz et/ou poussières issus du récipient métallurgique.

Cette déviation des gaz et/ou poussières, qui est de préférence réalisée par aspiration ou soufflage, diminue considérablement, voire élimine, les fuites par le jeu de la partie de couvercle mobile.

D'autres particularités et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée de quelques modes de réalisation avantageux présentés ci-dessous, à titre d'illustration, en se référant aux dessins annexés. Ceux-ci montrent:

• FIG.1: une vue schématique en coupe d'un mode de réalisation préféré d'une hotte aspirante selon l'invention, sous laquelle est installée une poche de métal liquide à traiter ;
• FIG.2: une vue en perspective éclatée d'une réalisation préférée d'une structure formant couvercle et d'une partie de couvercle mobile ; et
• FIG.3: une vue en perspective par le dessous de la structure formant couvercle de la Fig.2.

Sur la Fig.1 est représenté schématiquement un mode de réalisation préféré d'une hotte aspirante 10 selon l'invention. Une poche 12 comprenant un revêtement réfractaire est remplie d'acier liquide 14 et est placée sous la hotte aspirante 10 pour traiter le métal liquide 14 au moyen d'une cloche réfractaire 15 et aspirer les gaz, fumées et poussières qui se dégagent de la poche 12.

La hotte aspirante 10 comprend une structure formant couvercle 16, qui est par exemple fixée à une structure de support (non montrée). La structure formant couvercle 16 est conçue de sorte à s'étendre au-dessus de l'ouverture de la poche 12. Dans la présente variante, le couvercle 16 s'étend sur la totalité de l'ouverture de la poche 12 jusqu'au delà des bords de celle-ci, et est maintenu à une certaine distance au-dessus du bords supérieurs de la poche 12 laissant un espace annulaire 18.

Comme illustré sur la Fig.1, le couvercle 16 comprend une paroi sensiblement horizontale 20 bordée par une paroi périphérique verticale 22, définissant ainsi un volume de collecte 24. Deux conduites 26 associées au couvercle 16, débouchant sous celui-ci par les parois périphériques 22 et raccordées à des moyens d'aspiration (non montrés), permettent d'évacuer les gaz et poussières collectés sous le couvercle 12, comme illustré par les flèches.

Le couvercle 16 comprend un passage 28 auquel est associé une partie de couvercle mobile 30 qui est ajustable verticalement dans ce passage 28. Le passage 28 est défini par des parois sensiblement verticales 29, qui s'étendent sur une hauteur prédéterminée. La partie de couvercle mobile 30 est munie d'une ouverture 32 à travers laquelle passe le conduit d'alimentation 34 de la cloche 15, par lequel passent les matières combustibles, éléments d'alliages ou autres matières pour le traitement de l'acier liquide 14.

Suivant le niveau de remplissage de la poche 12, la cloche 15 doit être plus ou moins abaissée dans la poche 12 sous la hotte aspirante 10, afin que le bord inférieur de la cloche 15 plonge dans l'acier liquide 14 (comme illustré sur la Fig.1). Dans la manoeuvre de positionnement de la cloche 15, on ajuste également la position de la partie de couvercle mobile 30, qui suit typiquement le déplacement vertical de la cloche 15.

Pour garantir un déplacement vertical aisé de la partie de couvercle mobile 30 dans le passage 28, un jeu 36 relativement important est prévu, de l'ordre de quelques centimètres, à la périphérie de la partie de couvercle mobile 30.

On appréciera qu'afin d'éviter les fuites de gaz ou fumées à travers le jeu 36 de la partie de couvercle mobile 30, la hotte aspirante 10 comprend un moyen de déviation de gaz, au niveau d'une zone de recouvrement entre la partie de couvercle mobile 30 et le passage 28, qui correspond ici à la partie inférieure du passage 28. Cette déviation des gaz est de préférence réalisée par aspiration au niveau de la zone de recouvrement.

Dans la présente variante, le couvercle mobile 30 comprend une paroi sensiblement horizontale 38 dont la surface correspond à celle de la section du passage 28, et qui est bordée par des parois périphériques verticales 40. Sur la Fig.1, la partie de couvercle mobile 30 est représentée dans sa position basse; en position haute, les parois horizontales 20, respectivement 38, des parties mobile 30 et fixe 16 sont au même niveau. On comprendra donc que, quelle que soit la position de la partie mobile 30 dans le passage 28, il existe un recouvrement entre la partie inférieure du passage 28 et une portion de paroi périphérique du couvercle mobile 30.

De préférence, l'aspiration est réalisée par une série d'orifices 42 prévus dans la partie inférieure du passage 28 où il y a recouvrement. Ces orifices 42 au débouchent dans le passage 28 et sont raccordés par une conduite d'aspiration 44 qui peut être en communication avec les mêmes moyens d'aspiration que ceux utilisés pour l'aspiration par les conduites 26. Ainsi, les gaz, fumées ou poussières qui pourraient s'engager dans le jeu 36 de la partie de couvercle mobile 30 sont déviées et évacuées par les orifices 42, évitant ainsi qu'ils ne s'échappent dans l'atmosphère.

Les Fig.2 et 3 illustrent de manière détaillée une exécution préférée d'une structure formant couvercle 100. La structure formant couvercle 100 comprend une paroi horizontale 102 et des parois périphériques verticales 104. Dans ces parois périphériques 104 du couvercle 100 sont prévues des ouvertures 106 pour aspirer les gaz et poussières hors du couvercle 100. Ces ouvertures sont connectées par des conduites auxiliaires 105, elles-mêmes reliées à une conduite d'aspiration principale 107.

La structure formant couvercle 100 comprend un passage 108 défini par des parois verticales 110, auquel est associé la partie de couvercle mobile 112, illustrée de manière schématique hors du passage 108 sur la Fig.2. La partie de couvercle mobile 112 comprend une paroi horizontale 114 munie de parois périphériques verticales 116 qui coopèrent avec les parois 110 du passage 108 pour définir un jeu de couvercle mobile 112. La partie mobile est ajustable verticalement dans le passage 108 entre une position haute, dans laquelle les parois horizontales 102 et 114 des parties fixes et mobiles 100 et 112 sont au même niveau, et une position basse, dans laquelle on abaisse la partie de couvercle mobile 112 dans la partie fixe 100, dans l'espace de collecte défini par la paroi horizontale 102 et les parois 104. On notera qu'en fonctionnement, il existe toujours un recouvrement entre la partie inférieure du passage 108 et les parois de la partie de couvercle mobile 112, quelle que soit la position de cette dernière par rapport au passage 108.

Afin d'empêcher la fuite de gaz et/ou fumées et/ou poussières, la partie inférieure du passage 108 est munie d'une série d'orifices 118 qui débouchent dans le passage 108. A l'extérieur du passage, toutes ses ouvertures sont reliées par une conduite 120, qui est elle même reliée à la conduite d'aspiration principale 107. Cette série d'orifice permet donc une déviation des gaz par aspiration au niveau de la partie inférieure du passage 108, zone où il y a recouvrement avec la partie de couvercle mobile 112, quelle que soit la position de cette dernière.

10

hotte aspirante

12

poche

14

acier liquide

15

cloche réfractaire

16

couvercle

18

espace annulaire

20

paroi horizontale du couvercle

22

paroi périphérique du couvercle

24

volume de collecte

26

conduites

28

passage

29

parois verticales du passage

30

couvercle mobile

32

ouverture

34

conduit d'alimentation

36

jeu

38

paroi horizontale du couvercle mobile

40

parois périphérique du couvercle mobile

42

orifices

44

conduite d'aspiration

100

structure formant couvercle

102

paroi horizontale

104

parois périphériques

106

ouvertures

105

conduites auxiliaires

107

conduite d'aspiration principale

108

passage

110

parois verticales

112

couvercle mobile

114

paroi horizontale

116

parois périphériques verticales

118

orifices

120

conduite