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Procédé et dispositif pour agir sur la marche de la combustion dans le creuset des fours à cuve . Martin K U N K E L E
L'invention concerne un procédé et un dispositif pour agir sur la marche de la combustion dans l'ouvrage ou creuset des fours à cuve. L'invention est basée sur la connaissance de ce fait que les espaces d'oxydation placés en avant des tuyères à vent des fours à cuve ont une influence prépondérante sur l'écoulement des gaz dans le creuset dans la cuve du four, par conséquent sur le fonctionnement et sur toute la marche de la combustion dans les fours.
L'invention se propose d'abord d'exercer une influence régulatrice sur la marche des fours à cuve par une modification de la position des espaces d'oxydation effectuée pendant le fonctionnement et qui déplace lesdits espaces d'oxydation de la pointe des tuyères à une profondeur
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appropriée voulue du creusot et ainsi de réunir les parties travaillantes inertes de la charge dans une plus large mesure avec les quantités d'oxygène existant dans lesdits espaces d'oxydation. Elle se propose d'autre part de produire un réglage de la répartition de l'oxygène dans le creuset des fours à cuve pendant le fonctionnement par une modification de la forme, c'est- à-dire de l'étendue et de la grandeur des zones d'oxydation.
Avec les tuyères employées en général pour les fours à cuve plus particulièrement pour les hauts-fourneaux, les espaces d'occupation ont, comme on le sait, sensiblement la forme de sphères dont le diamètre augmente avec le diamètre des tuyères
Un réglage approprié aux conditions de fonctionnement pour la forme et l'étendue de ces espaces d'oxydation est d'une très grande importance pour la marche de l'écoulement des gaz, la marche et le rondement des fours et en conséquence pour leur fonctionnement économique.
Comme les espaces d'oxydation placés en avant des différentes tuyères normalement ne se touchent pas et qu'entre eux il existe ce qu'on appelle des " espaces morts" c'est-à-dire des espaces oû il ne se produit qu'une réaction inerte, on doit par exemple augmenter considérablement le rendement d'un haut-fourneau si l'on parvient à élargir les espacés d'oxydation assez pour qu'il se forme en avant des tuyères une zone anulaire pratiquement fermée. Dans les fours qui travaillent à la périphérie, on produira par une diminution des zones d'oxydation et un agrandissement des zones mortes une augmentation de l'intensité de fonctionnement à la périphérie. La forme variable de l'étendue des zones d'oxydation procure donc un moyen d'agir sur la marche et sur le rendement des fours à cuves .
Selon l'invention on obtient la modification de l'étendue des zones d'oxydation pendant le fonctionnement des fours en changeant la direction et la vitesse du courant d'air qui pénètre dans le creuset du four. A cet effet on intercale
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dans la tuyère elle-même un organe de déplacement, c'est-àdire un organe qui est en état de dévier l'air dans la direction voulue à chaque instant. De préférence cet organe de déplacement a la forme d'un cône refroidi ou non refroidi dont la surface de base est dirigée vers la pointe de la tuyère, cette surface de base étant plus petite que la section que la tuyère présente pour le soufflage de l'air, de telle sorte qu'il peut être introduit, éventuellement, dans le four à travers la tuyère.
Ce corps ou organe de déplacement, qui peut d'ailleurs avoir toute autre forme appropriée permet, selon la position où on le met, de faire varier considérablement la forme, c'est-à-dire l'étendue des espaces d'oxydation dans le creuset du four à cuve par une modification de la di- rection du vent ou courant d'air et de la vitesse du vent. Si par exemple la surface de base du cône se termine à la hauteur de l'extrémité de la tuyère, on repousse fortement le courant d'air dans la largeur. Sous l'action des surfaces coniques, qui agissent comme de larges surfaces de guidage, les différents filetsd'air sortent de la tuyère déviés presque selon une direction perpendiculaire à l'axe de la tuyère.
Comme le rétrécissement de la section produit en même temps une grande augmentation de la vitesse de l'air, il se forme en conséquence pour cette position de l'organe de déplacement une large zone d'oxydation de grande étendue, une zone d'oxydation qui comprend également les espaces morts existant entre deux tuyères et qui devient ainsi une zone annulaire fermée. Si l'organe de déplacement, o'est-à-dire le cône, est tiré en arrière dans la tuyère, son influence sur la largeur de la zone d'oxydation diminue. Il se produit sous l'action de la forme de la tuyère une zone d'oxydation étroite et profonde en raison de la grande vitesse de l'air.
Entre ces deux positions de l'organe de déplacement on peut
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obtenir pendant le foncitonnem ent toute fonne de la zone d'oxy- dation et par conséquent toute répartition voulue convenable de l'oxygène dans le creuset des fours à cuve .
L'invention permet d'obtenir une autre action sur la marche des fours à cuve, en particulier des hauts fourneaux, par un déplacement dans l'espace des zones d'oxydation pendant la marche desdits fours à ouve. On déplace dans la direction de l'axe de la tuyère à partir de la périphérie du creuset jusqu'à une profondeur convenable du creuset les zones qui étaient auparavant fixes à la pointe de la tuyère , de telle sorte que ces zones apportent leur oxygène en-dessous des parties de la charge qui peuvent avoir travaillé d'une manière inerte, et qui ainsi deviennent actives et plus perméables aux gaz .
Selon l'invention pour obtenir ce résultat on dispose dans la tuyère des fours à cuve au lieu d'un organe de déplacement un organe percé et présentant de préférence la forme d'une tuyère plus petite, de telle manière qu'on puisse le déplacer totalement ou partiellement selon la direction de l'axe de la tuyère principale à l'intérieur du creuset du four.
Si l'on déplace ainsi l'organe creux intériour le point d'entrée du vent d'air dans le creuset et en conséquence la zone d'oxydation peuvent être déplacés toujours de la manière voulue pendant le fonctionnement des fours à cuve .
Le dessin annexé donné à titre d'exemple montre plusieurs formes d'exécution de dispositifsqui permettent de modifier l'étendue ainsi que la position des espaces d'oxydation pour l'application du procédé qui fait l'objet de l'invention .
La figure 1 est une vue en obupe longitudinale horizontale par une tuyère à vent et un porte-vent avec un organe de déplacement pour modifier l'étendue de la zone d'oxydation.
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La figure 2 est une vue qui montre le chemin parcouru par l'air lorsque l'organe de déplacement est tiré en arrière dans la tuyère .
La figure 3 est une vue d'une coupe transversale horiz ontale par le creuset d'un four à cuve et montre schématiquement la forme des espaces d'oxydation pour la position indi qué e à la figure 2 de l'organe dé dé placement .
Les fi gures 4 et 5 sont des vues correspondant à une autre position de l'organe de déplacement .
La figure 6 est une vue en coupe horizontale par l'organe creux Intérieur formé dans ce cas d'un cylindee, servant à modifier la position des espaces d' oxydation .
A la figure 1 l'organe de déplacement 1 a par exemple la forme d'un cOne et est disposé à l'une des extrémités d'une tige de guidage 3, qui s'il s'agit d'organes refroidis au moyen d'eau sert à.l'admission et à la sortie de l'eau, tandis que l'autre extrémité de ladite tige est guidée dans un presse-étoupe 4, qui maintient dans l'axe pour toutesles positions ledit organe de déplacement. Le fait de maintenir l'organe de déplacement t ou jours dans l'axe de la tuyère est très important, car autrement il se produirait un courant d'air impossible à contrôler .
Les figures 2-5 se comprennent sans explications.
A la figure 2 les espaces d'oxydation 7 ont une petite étendue de telle sorte qu'il se forme dans la section transversale du creuset un grand nombre d'espaces morts, tandis qu'à la figure 5 les espaces d'oxydation se recoupent et f orment ainsi une zone annulaire continue .
Le déplacement longitudinal de l'organe de déplacement 6 à l'intérieur et à,l'extérieur de la tuyère 3 peut être effectué à la main en poussant directement la tige de guidage 3 ou indirectement au moyen d'un volant avec un
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mécanisme d'engrenages .
La figure 6 représente une forme d'exécution de l'organe inté ri eur d'emploi pour modifi er la po si ti on des zones d'oxydation. L'DDgane percé 6, qui peut être cylindrique ou constitué comme une tuyère et dont les parois sont refroidies ou bien aussi pleines est disposé à l'extrémité d'une tige de guidage 3 introduite centralement dans le tube de la buse 5 et qui, pour des organes intérieurs creux et refroidis par l'eau, est utilisé en même temps pour l'entrée et l'échappement de l'eau de refroidissement. L'autre extrémité de la tige de guidage 3 est comme pour la première forme d'exécution disposée dans un presse-étoupe de telle sorte que l'axe de ladite tige de guidage 3 et de l'organe creux intérieur coïncide dans toutes les positions avec celui du tube de la buse 5 et de la tuyère 2.
On peut effectuer à la main le déplacement longitudinal du corps creux intérieur 6 soit en poussant directement la tige de guidage 3 soit indirectement au moyen d'un volant et d'un mécanisme d' engr enag es .
Si l'on veut avec ce dispositif déplacer l'entrée du vent d'air dans le creuset et par conséquent les zones d' oxydation vers le milieu du creuset on pousse l'organe creux intérieur 6 hors de la tuyère 2 vers l'intérieur du creuset aussi loin que la zone d'oxydation doit être déplacée vers l'avant. Si l'organe 6 est tiré complètement en arrière dans la tuyère 2, la zone d'oxydation reprend en avant de la tuyère la place qui lui est donnée par la position de la tuyère elle-même .
Les dispositifs décrits ci-dessus fournissent des moyens simples et efficaces pour agir pendant le fonctionnement sur les zones d'oxydation et en conséquence sur la marche de la combustion dans le creuset des fours à cuve, particulièrement des hauts-fourneaux, par une modification
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de la position et de l'étendue de ces espaces d'oxydation .
- REVENDICATIONS -
1- Procédé pour agir sur la marche de la combustion dans le creuset des fours à cuve, caractérisé en ce que l'on fait varier pendant le fonctionnement des fours à cuve, selon les conditions du fonctionnement, la position , l'étendue et la forme des espaces d'oxydation qui se trouvent en avant des tuyères desdits fours à cuve .