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Four à chambres ouà cornue pour la production de gaz et coke,
La présente invention se rapporte à desfours à chambres ou à cornues pour la production de gaz et de coke, et notamment à ceux de cesfours, dans lesquels les parois, à carneaux de chauffe, de la cornue ou de la chambre de cokéfaction sont constituéespar une maçonnerie en briques réfractaires.
Le but essentiel de la présente invention est l'amélioration. de la maçonnerie desdits fours à chambresou à cornues, de ma- nière à obtenir, même lorsde trèsfortestempératures, une parfaite étanchéité, aucune fissure ne pouvant se produire dans les par oi s.
Lesmatériaux réfractairesqu'on emploie en général pour la construction desparois des chambres, se dilatent, comme on sait, lorsque la température normale du four à coke passe à la température de régime. En vue d'éviter une désagrégation de la maçonnerie, due à la-dilatation dess briqueréfractaires, on desserre
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d'ordinaire, lors du réchauffage du four à coke, l'ancrage de la maçonnerie, en tenant compte de la dilatation totale de la maçonnerie dans les différents sens de la batterie de fours à coke, si le réchauffage du four se fait avec les précautions nécessairess e t que l'on de sserre convenablement l'ancrage, on pourra en effet porter la température du four à coke au degré nécessaire, sans qu'aucune fissure ne se produise dans la maçonnerie desparois deschambres de cokéfaction ;
on évite donc toute fuite du précieux gaz de distillation,vers les carneaux de chauffe des paroisdeschambres.
Mais même dans le casoù lesparois deschambres n'accuseraient aucune fissure aprèsle réchauffage du four à coke, on constate dans la plupart desfours à coke connusjusqu'à présent que la maçonnerie desparois deschambresn'est pasétanche, ce qu'on peut déjà observer, de l'extérieur même, aux vapeurs fumeu- ses de la cheminée reliée au four à coke, car lorsque le gaz de distillation riche en hydrocarburespénètre, à travers lesparoisdeschambres, dans lescarneaux de chauffe, il résulte dans ceux-ci une combustion incomplète desgaz de distillation échappés, la combustion étant accompagnée d'un fort dégagement de fumée.
Le fait que lesparois deschambresd'un four à coke perdent leur étanchéité après un certain temps de marche, s'observe particulièrement dans les cas où la température de la maçonnerie du four à coke varie entre de plus grandeslimites s qu' à la marche normale. De tellesvariations de température se produisent par exemple, lorsque la température du four doit être abaissée, pour que l'on puisse procéder à desréparations à la maçonnerie, ou encore lorsque le four doit être complètement mis hors service.
Maisdéjà les variationsde température résultant d'une diminu tion ou d'une augmentation sensibles de la durée de distillation, peuvent quelquefois provoquer de graves détériorations dans la maçonnerie du four.
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Lorsque la chaleur d'un four en pleine température diminue, la maçonnerie en briques réfractaire se contracte et cette contraction opère sur toutes les parties de la maçonnerie. Mais comme les différentes briques des parois des chambres des fours connusjusqu'à présent ne permettent pasaux paroisde se con tracter en entier, car le briquesconservent plu s ou moins leur position, il s'y opère une dislocation, entre les différentes briques, qui sera plus ou moins forte suivant la contraction de chaque brique. cette dislocation partielle entraîne alorsune désagrégation de toute la paroi de la chambre. Les joints entre les différentes briques, rendus hermétiques par le mortier, se défont et s'ouvrent donc, et l'herméticité de la paroi de la chambre est plusou moins compromise.
Il s'en suit que, peu à peu, le gaz de distillation pénètre dans les carneaux de chauffage de la paroi dechambres.
Or, on serait porté à supposer que)le fissures provoquées, dans la maçonnerie, par le refroidissement du four, se ferme raient à nouveau lorsd'un second réchauffage du four ; mais, en réalité, il n'en est rien. Il est à remarquer que dans lesfissu- re s qui se sont formées s dans la maçonnerie de s chambre s ou de s cornues, peuvent facilement pénétrer toutessortes de corps, comme par exemple de's particules de mortier ou des fragments de la charge de la chambre, il est impossible de retirer, des fi ssures de la maçonnerie, cecorps étrangers dont la présence constitue un obstacle à la fermeture herméti que desditesfissures lorsque la maçonnerie se dilate à nouveau pendant le réchauffage du four.
La présente invention vise à donner à la maçonnerie desparoisdesfours à coke, à chambresou à cornues, une conformation telle que la maçonnerie puisse résister à de grands efforts de traction, sans que la solidité, tant dans l'ensemble que partiellement, soit compromise.
Dans ce but, on emploie, pour la construction des parois
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desfours à coke, desbriques qui comportent, à leursparties supérieure et inférieure, des protubéranceset desrainures, de telle sorte que, lors de la construction de la maçonnerie, lesdites protubérances et rainuresdes briques s'engagent les unes dans lesautress dans les couches superposées debriques, lors de quoi deux (ou plusieurs) briques d'une couche seront tenues par une brique de la couche suivante.
Les autresavantages et caractéristiquesde la présente invention sont expliqués dans la description ci-dessous d'une réalisation pratique de l'invention représentée par le dessin annexa.
L'exemple d'exécution de l'invention, d'aprèsle dessin, en montre l'utilisation dans une maçonnerie réalisée conformément au brevet français 649.471, destinée à la chambre de cokéfaction d'un four horizontal pour la production de gaz et de coke, une telle maçonnerie se prête particulièrement bien à l'application pratique de la présente invention, .vu que toutes lesbriques, pour autant qu'ellesforment une partie de la paroi de la chambre, présentent des dimensions essentiellement égales.
La fig.l du dessin annexé représente une brique conforme à la présente invention et destinée à la maçonnerie d'une chambre de cokéfaction. La fig.2 montre, en perspective, une partie de la paroi de la chambre d'un four à coke, établie d'aprèsla présente invention, lesdites parois comportant descarneaux horizontaux de chauffe.
La fig.l représente une brique en tête de marteau, laquelle, comme on le voi t dans la fig.2, sera placée aux endroitsd'assemblage entre lesparois transversales et longitudinales. La brique comporte latéralement une partie saillante 1, qui, dans la paroi achevée, forme avec lesbriques la la paroi transversale ; la partie 2 de la brique, disposée de sorte à constituer la paroi longitudinale, comporte ,à sa partie supérieure et à la face de devant, une rainure;.) qui présente, dans la partie du milieu de la brique, un évidement 4.
A la face opposée à la dite
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face de devant de la partie 2, et à la surface inférieure de la brique, se trouve une protubérance 5 allant, dans le milieu de la brique, d'une .arête à l'autre et dont l'emplacement correspond à celui de la rainure 3. Cette protubérance à la partie inférieure de la brique accuse, du côté desfaces avant et arrière, desparties saillantes 6, dont la forme est telle que chacune d'ellesoccupe tout au plusla moitié de la cavité desévidements 4 de la rainure. Lesbriques destinéesà la paroi longitudinale affectent une forme analogue, comme le montre la ligne 7 de la fig. 1.
Lorsque l'on place les briques représentées par la fig.l, en alternant les joints, les unes sur les autres, on obtient l'ensemble représenté par la fig.2, dans lequel les briques sont dési- gnées par 10. on constate que lespartiessaillantesde deux briquesvoisines présentent, ensemble, une forme qui, en grandes lignes, correspond exactement aux évidements 12 dans la partie du milieu de la surface supérieure des briques, tout en les remplis- sant, comme le démontre clairement la fig.2, l'invention permet un assemblage parfait de la maçonnerie dans l'horizontale.
ne préférence, les protubérances et évidements et rainures des briques sont fortement arrondis pour éviter toute détérioration lors de la cuisson. La dislocation de la maçonnerie est pratiquement impossible, vu que lesparties saillantesengagées dans lesévidements sont tenues en place par le poids des briques supérieures respectivement par le poids du chapeau du four.
Comme on voit également dans le dessin, l'assemblage de la maçonnerie dans le plan horizontal est également réalisé par la présente invention, sans augmenter le nombre des briques, ce qui, au point de vue du prix de construction du four à coke, constitue un avantage considérable.
La construction de la maçonnerie d'après la présente invention se fait comme d'habitude, en se servant d'un mortier qui se
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fritte suffisamment lors de la température de marche du four, pour empêcher toute fuite de gaz à traversles jointsentre les briques.
Une maçonnerie réalisée d'après le principe de la présente invention offre une forte résistance et empêche la formation de toutes fissures qui pourraient résulter éventuellement de la dilatation inégale, due à la chaleur, sollicitant fortement la ma- çonnerie. Ceci a surtout une grande importance quand on tient compte de la hauteur considérable desparoisdes foursà coke mo- dernes. L'invention présente encore un avantage : les fissures dans les parois, qui se produisent lors du refroidissement du four à coke, ne pourront se former que beaucoup plus difficile ment, ce qui constitue un précieux avantage vu qu'on désire aujourd'hui faire travailler les fours à coke, suivant les cas, à destempératuresde cokéfaction présentant desécarts sensibles.
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Chamber or retort furnace for the production of gas and coke,
The present invention relates to chamber or retort furnaces for the production of gas and coke, and in particular to those of these furnaces, in which the walls, with heating flues, of the retort or of the coking chamber are constituted by a refractory brick masonry.
The essential aim of the present invention is improvement. of the masonry of said chamber or retort furnaces, so as to obtain, even during very high temperatures, a perfect seal, no cracks being able to occur in the walls.
The refractory materials which are generally used for the construction of the walls of the chambers expand, as is known, when the normal temperature of the coke oven rises to the operating temperature. In order to avoid a disintegration of the masonry, due to the expansion of the brick refractories, we loosen
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usually, when reheating the coke oven, anchoring the masonry, taking into account the total expansion of the masonry in the different directions of the coke oven battery, if the oven is reheated with the necessary precautions and that the anchoring is properly tightened, the temperature of the coke oven can in fact be raised to the necessary degree, without any cracks occurring in the masonry of the walls of the coking chambers;
any leakage of the precious distillation gas is therefore avoided towards the heating flues of the walls of the bedrooms.
But even in the case where the walls of the rooms do not show any cracks after the heating of the coke oven, it is observed in most of the coke ovens known to date that the masonry of the walls of the rooms is not waterproof, as can already be observed, from the even outside, to the smoky vapors of the chimney connected to the coke oven, because when the distillation gas rich in hydrocarbons penetrates, through the walls of the rooms, into the heating rings, the result is incomplete combustion of the escaped distillation gases. , combustion being accompanied by a strong release of smoke.
The fact that the walls of the coke oven chambers lose their seal after a certain time of operation is observed particularly in cases where the temperature of the coke oven masonry varies between greater limits than during normal operation. Such temperature variations occur, for example, when the oven temperature has to be lowered, so that repairs can be made to the masonry, or when the oven has to be completely taken out of service.
However, the temperature variations resulting from a substantial decrease or increase in the distillation time can sometimes cause serious deterioration in the masonry of the furnace.
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When the heat of a full-temperature furnace decreases, the refractory brick masonry contracts and this contraction operates on all parts of the masonry. But as the different bricks of the walls of the chambers of the furnaces known until now do not allow the walls to contract entirely, because the bricks retain their position more or less, there is a dislocation between the different bricks, which will be more or less strong according to the contraction of each brick. this partial dislocation then leads to a disintegration of the entire wall of the chamber. The joints between the different bricks, made airtight by the mortar, break down and therefore open, and the airtightness of the chamber wall is more or less compromised.
It follows that, little by little, the distillation gas penetrates into the heating flues of the chamber wall.
However, one would be inclined to suppose that) the cracks caused in the masonry by the cooling of the furnace would close again when the furnace was reheated for the second time; but, in reality, it is not. It should be noted that in the cracks which have formed in the masonry of s chambers or retorts, all kinds of bodies can easily penetrate, such as for example particles of mortar or fragments of the charge of the chamber. , it is impossible to remove, from the cracks in the masonry, this foreign body, the presence of which constitutes an obstacle to the hermetic closing of said cracks when the masonry expands again during the reheating of the furnace.
The present invention aims to give the masonry desparoisdesfours à coke, chamberou retorts, a conformation such that the masonry can withstand great tensile forces, without the strength, both overall and partially, is compromised.
For this purpose, for the construction of the walls
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coke ovens, bricks which have, at their upper and lower parts, protuberances and grooves, so that, during the construction of the masonry, said protuberances and grooves of the bricks engage one in the other in the superimposed layers of bricks, when whereby two (or more) bricks from one layer will be held by one brick from the next layer.
The other advantages and characteristics of the present invention are explained in the following description of a practical embodiment of the invention shown in the accompanying drawing.
The exemplary embodiment of the invention, according to the drawing, shows its use in a masonry produced in accordance with French patent 649,471, intended for the coking chamber of a horizontal furnace for the production of gas and coke , such masonry lends itself particularly well to the practical application of the present invention, seeing that all lesbriques, as long as they form part of the wall of the chamber, have essentially equal dimensions.
Fig.l of the accompanying drawing shows a brick according to the present invention and intended for the masonry of a coking chamber. FIG. 2 shows, in perspective, part of the wall of the chamber of a coke oven, established according to the present invention, said walls comprising horizontal heating strips.
Fig.l shows a hammerhead brick, which, as seen in fig.2, will be placed at the places of assembly between the transverse and longitudinal walls. The brick laterally comprises a projecting part 1, which, in the completed wall, forms the transverse wall with the bricks; part 2 of the brick, arranged so as to constitute the longitudinal wall, comprises, at its upper part and at the front face, a groove ;.) which has, in the middle part of the brick, a recess 4.
On the opposite side to the said
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front face of part 2, and on the lower surface of the brick, there is a protuberance 5 going, in the middle of the brick, from one edge to the other and the location of which corresponds to that of the groove 3. This protuberance at the lower part of the brick shows, on the side of the front and rear faces, the protruding parts 6, the shape of which is such that each of them occupies at most half of the cavity of the recesses 4 of the groove. The bricks intended for the longitudinal wall have a similar shape, as shown by line 7 of FIG. 1.
When we place the bricks shown in fig.l, by alternating the joints, one on top of the other, we obtain the assembly shown in fig.2, in which the bricks are designated by 10. we see that the protruding parts of two neighboring bricks together have a shape which, in broad outline, corresponds exactly to the recesses 12 in the middle part of the upper surface of the bricks, while filling them, as clearly demonstrated in fig. 2, 1 The invention allows a perfect assembly of the masonry in the horizontal.
Preferably, the protuberances and recesses and grooves of the bricks are strongly rounded to avoid any deterioration during firing. Dislocation of the masonry is practically impossible, as the protrusions engaged in the recesses are held in place by the weight of the upper bricks respectively by the weight of the furnace cap.
As also seen in the drawing, the assembly of the masonry in the horizontal plane is also achieved by the present invention, without increasing the number of bricks, which from the point of view of the cost of construction of the coke oven constitutes a considerable advantage.
The construction of the masonry according to the present invention is carried out as usual, using a mortar which is
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sintered sufficiently at furnace operating temperature to prevent gas leakage through the joints between the bricks.
Masonry made according to the principle of the present invention offers high resistance and prevents the formation of any cracks which could possibly result from uneven expansion, due to heat, placing great stress on the masonry. This is especially important when one takes into account the considerable height of the walls of modern coke ovens. The invention also has an advantage: the cracks in the walls, which occur during the cooling of the coke oven, can only form much more difficultly, which constitutes a valuable advantage since it is now desirable to make work the coke ovens, as appropriate, at coking temperatures exhibiting appreciable differences.