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Four horizontal à chambres pour la production de gaz et de coke. La présente invention se rapporteà des fours horizontaux à chambres pour la production de gaz et de coke et a pour but d'établir le four de carbonisation de telle manière que, d'une part, le four possède une grande capacité de production et que, d'autre part, sa construction soit peu coûteuse.
La principale caractéristique de l'invention consiste en ce qu'on utilise, pour la partie supérieure du four à coke, des briques en une matière hautement réfractaire, par exemple des briques en silice, et ce en particulier pour les parois des chambres de carbonisation traversées par des carneaux de chauffe, jusqu'à la sole des chambres, et, pour la partie inférieure du four, une matière moins réfractaire et moins coûteuse, par exemple de l'argile réfractaire, les deux parties de la maçonnerie faites de matériaux différents dont le coefficient de dilatation thermique est différent, étant susceptibles de se déplacer réciproquement à. la ligne dejonction.
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L'invention s'étend encore à un nouveau genre d'ancrage de la maçonnerie aux parois latérales du four, L'ancrage d'après l'invention permet l'emploi de briques à dilatations thermiques différentes dans diverses zones du four, sans que la dilatation différente des briques réfractaires provoque, dans le four, des fissures ou des défauts d'étanchéité.
Enfin, l'invention a encore pour objet une méthode spéciale pour porter de la température normale à la température de service des fours pour la production de gaz et de coke qui sont établis en briques de diverses matières ayant des dilatations thermiques différentes, tout en évitant la formation de fissures provoquées par la différence de dilatation thermique de la matière des briques dans diverses zones du four lors de l'allumage de celui-ci.
Jusqu'ici, la maçonnerie des fours horizontaux à chambres pour la production de gaz et de coke a été établie, en substance, en briques de composition uniforme, par exemple, les fours à coke ont souvent été faits entièrement en briques d'argile réfractaire, ou bien entièrement en briques de silice, Comme les briques en silice sont relativement coûteuses, mais que leur emploi est avantageux au point de vue de l'obtention de hautes températures des carneaux de chauffe, on a déjà proposé aussi d'établir en argile réfractaire moins coûteuse les couches inférieures de la maçonnerie du four ou des régénérateurs se trouvant en-dessous de la chambre de carbonisation.
Mais un tel emploi d'argile réfractaire se limitait, dans des fours à coke construits principalement en briques de silice, à des parties de la maçonnerie dans lesquelles.il n'y a pas de cavités subissant des pressions différentes. Cela est le cas, par exemple, pour les couches de maçonnerie dans la sole des régénérateurs oû, en outre, la dilatation thermique est, par suite de la faible température de cette zone du four à coke, très minime. par contre, on a toujours employé jusqu'ici, pour les par-
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ties du four portées à une température plus élevée, par exemple à partir du canal de sole des régénérateurs vers le haut, des briques en une matière uniforme ayant une même dilatation thermique.
On n'a pas cru possible, jusqu'ici, d'utiliser aussi dans les parties plus fortement chauffées de la maçonnerie du four, des matières réfractaires différentes, par exemple en partie de la silice et en partie de l'argile réfractaire, parce qu' on craignait que des fissures se produiraient dans les parois intérieures du four par suite des dilatations thermiques différentes des briques de la maçonnerie, ce qui entraîne éventuellement des pertes importantes en gaz de chauffage précieux ou la formation de flammes pointantes dangereuses à l'intérieur du four.
D'après la présente invention, la maçonnerie du four à coke est établie en matériaux différents, à savoir : la partie inférieure du four, jusqu'à la sole de la chambre de carbonisation, en briques d'argile réfractaire ou analogues, et la partie su périeure du four, en particulier les parois de chauffe des chambres de carbonisation, en silice, les deux parties en matériaux différents étant susceptibles de se déplacer réciproquement à la ligne de jonction.
Dans cette construction, il est possible d'établir la maçonnerie du four de manière que les parois de chauffe faites en briques de silice puissent se dilater indépendamment de la partie comprenant les régénérateurs, qui est faite en argile réfractaire, de sorte que des fissures ne se forment ni dans les parois de chauffe, ni dans les parois des régénéra- teurs. pour atteindre sûrement ce but, c'est-à-dire l'indépendance réciproque de dilatation des diverses parties de la maçonnerie du four, l'ancrage est, d'après l'invention, réalisé de manière que tant la partie supérieure comprenant les parois de chauffe que la partie formant les régénérateurs soient tenues sous la tension nécessaire.
La solution de principe de ce problème consiste, d'après la
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présente invention, en ce que les montants d' ancrage verticaux habituels, qui s' étendent sur toute la hauteur de la batterie de fours, sont, dans la partie adjacente à la maçonnerie en argile réfractaire du four, pourvus d'une ancre auxiliaire mobile transversalement, laquelle est disposée élastiquement sur le montant d'ancrage principal. Grâce à la disposition particulière de l'ancré auxiliaire sur le montant d'ancre s'étendant sur toute la hauteur du four, il est possible de maintenir sous tension la partie inférieure par exemple en argile réfractaire de la batterie de fours, même lorsque la partie supérieure de la batterie faite en silice se dilate plus fortement.
Tandis que, dans le mode d'ancrage qui a été en usage jusqu'ici, les montants d'ancrage se seraient, en pareils cas, soulevés de la partie inférieure de la maçonnerie, les ancres auxiliaires sont, d'après l'invention, déplacées par rapport à l'ancre principale de telle façon que leur surface intérieure soit constamment appuyée fortement contre la maçonnerie en argile réfraotaire, quelle que soit la position de l'ancré principale, et la maintient sous tension de la manière nécessaire.
Sur le dessin ci-joint, la fig,l est une coupe transversale verticale d'une batterie de fours établie conformément à l'inven- tion.
La. fig.2 est une vue de coté partielle de la batterie de fours.
La fig.3 montre à une plus grande échelle une partie du nouvel ancrage.
La fig.4, enfin, est une coupe horizontale de l'ancrage, à une plus grande échelle, suivant la ligne IV-IV de la fig.3.
Dans la batterie de fours à coke représentée sur la fig,l, la chambre horizontale de carbonisation habituelle est destinée à recevoir le charbon, et sa voûte 2 est pourvue d'orifices de chargement 3 pour l'introduction du charbon. Les parois de la chambre 1, qui sont ouvertes sur les deux faces frontale s, sont
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formées par de la maçonnerie réfractaire 4 et dans celle-ci sont prévus une série de canaux verticaux 5 dans lesquels sont brûlés du gaz et de l'air pour le chauffage des parois de la chambre.
Dans le four représenté sur le dessin, les canaux de chauffe ver- tiaaux 5 sont établis comme carneaux de chauffe à circulation.
Afin d'obtenir la température de flammes nécessaire pour atteindre la température requise dans les carneaux de chauffe, l'air comburant, ou l'air comburant et le gaz, sont réchauffée préalablement dans les régénérateurs disposés en dessous de la chambre horizontale de carbonisation. Les régénérateurs sont constitués par desespaces 6 garnis d'empilagesde briques réfractaires 7 de la manière habituelle. Les espaces des empilages de briques communiquent par des canaux 8 et 9 avec les carneaux de chauffe, pendant chaque période de service, de la manière habituelle, l'un des régénérateurs 6 sert au réchauffage des agents de chauffage, tandis que l'autre régénérateur 6 est traversé par les gaz brûlés chauds qui cèdent partiellement leur chaleur à l'empilage de briques réfractaires.
Pendant la période de service suivante, le trajet des gaz se trouve ren versé. Les agents de chauffage sont réchauffés préalablement dans le régénérateur qui a été précédemment chauffé par lets gaz brûlés chauds. La maçonnerie entière de la batterie de fours est faite de briques qui sont reliées entre elles par un mortier approprié. Afin de rendre inoffensives, à l'intérieur de la construction, les dilatations et tensions qui se produi sent lors de l'allumage du four, il est prévu, extérieurement à la maçonnerie, un ancrage qui maintient solidement ensemble la maçonnerie de la batterie de fours. Cet ancrage est formé, en substance, par des montants d'ancrage verticaux 13 qui s''éten-. dent sur les faces longitudinales de la batterie, entre les diverses chambres du four.
Les montants d'ancrage la sont réunis, au-dessus, par des tirants 14 qui reposent sur la voûte de la batterie de f ours. A l' extrémité inférieure, les montant s d'an-
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crage 13 sont reliés par des tirants 15 disposés dans des canaux de la fondation 12 de la batterie de fours,
La partie 10 de la construction du four comprenant les régénérateurs et s'étendant de la fondation 12 à la ligne 11 est, dans le four représenté sur le dessin, faite en argile réfrac- taire, tandis que les parois de chauffe, qui s'étendent de la ligne 11 à la voûte 2 des chambres de carbonisation, sont faites en silice hautement réfractaire au feu.
L'argile réfractaire possède une dilatation thermique considérablement plus faible que la silice. Dans la pratique, cela a pour effet, avec l'ancrage habituellement employé jusqu'ici, que les montants d'ancrage 13 sont, dans la partie inférieure de la batterie, soulevés de la maçonnerie, et ce dans la mesure dont la dilatation des parois de chauffe de la batterie dépasse celle de la partie inférieure comprenant les régénérateurs. or, des que la maçonnerie réfractaire ne se trouve plus sous tension, il se produit aisément des fissures, qui doivent être absolument évitées, particulièrement dans la partie de la batterie comprenant les régénérateurs.
Pour maintenir sous tension la maçonnerie réfractaire dans la partie du four comprenant les régénérateurs, indépendamment de la partie supérieure, il est disposé sur les montants d'ancrage 13 des ancres auxiliaires 16 déplaçables transversalement,
L'exécution exacte des montants d'ancrage est visible sur la fig.3.
Le montant d'ancrage principal est formé de deux fers U 13a et 13b qui sont tenus réunis par des éclisses 17 et des bouIons 18, Dans les intervalles entre les fers 13a et 13b est disposé, pour servir d'ancré auxiliaire, un fer en double T 16, qui présente des évidements 19 pour les boulons de liaison 18 du montant d'ancrage principal 13. sur l'ancre auxiliaire 16 agissent des vis de pression 20 qui sont disposées dans les éclisses de liaison des fers 13a et 13b, et des ressorts Belleville ordinaires 21 sont disposés entre la vis de pression 20 et l'ancré auxiliai-
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re 16.
Les vis 20 sont mises au point de manière que l'ancre auxi- liaire 16, qui s'étend sur toute la hauteur de la partie infé- rieure du four faite en argile réfractaire, s'appuie fortement contre cette partie, tandis que le montant d'ancrage principal 13 est maintenu fortement appuyé contre la partie du four faite en silice, mais à une certaine distance a (comme cela est indiqué sur la fig.4) de la maçonnerie en argile réfractaire 10. Cette distance a correspond, en substance, à la différence de dilata- tion thermique des divers matériaux réfractaires.
L'invention se rapporte, en outre, aune nouvelle méthode permettant, lors de l'allumage d'un bloc de fours à coke fait en maçonnerie de deux matériaux différents, de rendre inoffen- sif le frottement qui se produit suivant la surface de contact entre les diverses sortes de maçonnerie, Ce frottement est le plus souvent si grand que les briques de la maçonnerie se dila- tant le moins sont séparées les unes des autres par la maçonne- rie à forte dilatation,
Dans des fours à coke de la construction fondamentale, correspondant à peu près à la fig,l du dessin, le frottement nuisible entre les deux matériaux de la maçonnerie se produit dans le plan indiqué par la ligne 11.
Pour rendre cette force de frottement inoffensive d'une manière sûre, le bord supérieur de la maçonnerie 10 est pourvu d'une armature en caisson 26 qui embrasse les couches supérieures de la maçonnerie 10. L'armatu- re 26 présente une ouverture 22 qui conduit aux canaux horizon- taux de distribution des gaz 23 se trouvant en dessous des parois de chauffe. lors de la mise en marche du four, ces canaux ne , sont d'abord'pas utilisés, Il est possible, par conséquent, d'in- troduire provisoirement dans les canaux de distribution 23 des tirants 24 qui agissent, par l'intermédiaire de ressort Belle- ville 25, sur l'armature spéciale 26 de la maçonnerie en argile réfractaires.
L'effet technique de ces protections de la maçonne-
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rie en argile réfractaire contre l'écartement des briques, qui sont assurées par les tirants 24 et l'armature 26, se conçoit tout de suite. La dilatation plus forte des parois de chauffe faites en briques de silice a maintenant un effet tel que la ma- çonnerie des parois de chauffe en silice se déplace relativement à la maçonnerie en argile réfractaire fortement tenue ensemble jusqu'à ce que l'état normal de la batterie correspondant à la température de service soit atteint.
On sait que les dilatations des briques en silice et des briques en terre réfractaire se produisent à peu près parallèlement au-dessus de 400 environ. En conséquence, il est possible de retirer alors les tirants 24 lorsque la maçonnerie du four a atteint une température d'environ 400-500 . A cette température, le mouvement relatif de la maçonnerie en silice par rapport à la maçonnerie en argile réfractaire est terminé.
REVENDICATIONS.
1. pour horizontal à chambres pour la production de gaz et de coke, comportant des régénérateurs situés en-dessous des chambres du four, caractérisé en ce que la partie supérieure de la maçonnerie du four est faite, entièrement ou partiellement, d'un matériau ayant une autre dilatation thermique que le matériau dont est faite, entièrement ou partiellement, la partie in- férieure, ces deux parties étant susceptibles de se déplacer l'une par rapport à l'autre à l'endroit de jonction.