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"PERFECTIONNEMENTS AUX FOURS-TUNNELS" L'invention est relative aux fours ordinaire- ment dénommés fours-tunnels continus et dans lesquels on soumet les marchandises à un traitement thermique en les faisant avancer progressivement dans une longue chambre de forme allongée où elles sont soumises à des change- ments de température tels que chaque pièce ou chaque partie des marchandises traitées subit dans son déplacement à travers la chambre du four des variations de tempéra- ture plus ou moins conformes à un programme déterminé.
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à l'avança. Pour beaucoup d'applications, y compris celle à laquelle la présente invention est particuliè- rement destinée, un tel four comprend :
une section d'échauffement ou. de chauffage préliminaire s'étendant depuis l'entrée du. four e.t dans laquelle a lieu une partie importante (généralement la plus grande partie} de l'augmentation, de température des marchandises, une section à haute température où se produit une nouvelle augmentation de température des marchandises, et, généralement, une section de refroidissement placée entre la section à haute température et la sortie, afin que la température des marchandises soit convena- blement réduite avant l'évacuation hors du four.
Le but visé par l'invention est de réaliser des conditions de chauffage perfectionnées dans le section d'échauffement des fours du type défini ci- dessus.
En termes plus précis, le but de l'invention est de fournir les moyens de régler l'apport de chaleur et l'écoulement des gaz de chauffage dans la section d'échauffement afin d'assurer une progression convenable de la température atteinte par les marchandises en diffé- rents points de la section d'échauffement et de mainte- nir une uniformité convenable dans les températures des marchandises à tous les points situés dans un plan trans- versal passant par un point quelconque de la longueur de la section d'exaucement et partageant l'espace réservé aux marchandises traitées.
L'invention se propose en outre de réaliser les buts ci-dessus dans des conditions de fonctionne.ment du four variant suivant les changements apportés à la
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vitesse de fonctionnement, et (ou) la nature des mar- chandises traitées et aussi suivant le genre de traitement auxquels ils sont soumis.
La présente invention comprend un procédé pour régler les conditions de température dans la zône d'échauffement d'un four tunnel, consistant à enlever des gaz de la partie basse des sections du four réparties sur toute la longueur de cette zone et à réintroduire dans le four une fraction seulement des gaz enlevés, les gaz ainsi réintroduits étant amenés à la partie supérieure de sections du four réparties sur la longueur de ce tour, les gaz réintro- duits dans chacune de ces dernières sections étant à une température inférieure à celle qui régnerait dans ces sections sans réintroduction de gaz.
L'invention comprend aussi un procédé tel qu'on vient de le définir et suivant lequel les gaz réintroduits dans le four à la partie supérieure de celui-oi consistent en un mélange de gaz retirés de la partie inférieure des différentes sections du four dans des proportions convenables pour que les gaz réin- troduits dans le four aient la température désirée.
L'invention englobe aussi un procédé suivant lequel les gaz amenés à la partie inférieure du four tout près de l'entrée sont à une température supérieure à celle qui existerait sans cela dans cette portion du four.
Suivant une des particularités de l'invention, des gaz de chauffage sont admis aux parties inférieures de sections de la zone d'échauffement plus ou moins éloignées de l'entrée du four que les sections d'où des
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gaz sont retirés pour rentrer à la partie supérieure du four.
D'après une autre particularité. pour réduire au. minimum le souffle longitudinal qui tend à sa pro- duire dans le four, en haut d'une section voisine de l'entrée, les gaz sont réintroduits en haut du four, soit sous forme de courants s'éloignant de l'entrée et occupant sensiblement toute la largeur du four, soit sous forme de courants dirigés vers le bas et s'étendant transversalement à la partie supérieure de la chambre du four.
L'invention comprend aussi un four-tunnel ayant des dispositions spéciales pour le départ et le retour des gaz, ce four étant approprié à l'exécution du procédé défini ci-dessus.
La compréhension de l'invention et de ses par- ticularités peut être facilitée par les explications ci- après qui visent d'une part les conditions générales de fonctionnement des fours du type mentionné ci-dessus, en particulier dans les sections d'échauffement de tels fours et d'autre part oertains problèmes spéciaux ren- contrés à la suite des améliorations apportées au fonc- tionnement par la présente invention.
Dans beaucoup d'applications des fours-tunnels continus, la nature du traitement des marchandises et (ou) le genre de traitement calorifique auquel les marchandises sont soumises exige que les accroissements de température des marchandises dans la section de chauffage soient rela- tivement lents et progressifs. Par exemple dans la pro- duction du carreau vitrifié, réchauffement comprend outre l'élévation de température du carreau un séchage initial de ce,carreau et une action oxydante consécutive
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cette dernière éliminant les composés sulfures et (ou) autres éléments nuisibles de la matière céramique constituant les carreaux.
Le séchage et l'oxydation de- mandent l'un et l'autre un temps appréciable pour permettre l'expulsion progressive des vapeurs ou des gaz qui doivent être éliminés lentement pour éviter le gondolage ou le craquèlemeat superficiel ou profond des carreaux. Si les surfaces des carreaux sont chauffées jusqu'à la température de vitrification avant l'expulsion de tous les gaz qui doivent être éliminés dans les phases de chauffage et d'oxydation, le produit final est néces- sairement imparfait par suite de la retenue des gaz dans les carreaux et (ou) des détériorations superficiel- les produites par l'expulsion des gaz après le commence- ment de la vitrification de la surface.
Indépendamment de la nature des marchandises trai- tées ou du genre de traitement calorifique, on désire généralement une uniformité de température des marchandi- ses en tous les points situés dans un plan transversal passant dans la section d'échauffement du four, cela pour différentes raisons et en particulier parce que cette uniformité contribue à obtenir la vitesse maximum d'échauffement, car si une telle uniformité n'est pas à peu près réalisée, une partie des marchandises est chauffée plus lentement que le reste et en pratique le temps nécessaire pour échauffer la partie des marchandises la plus lente à chauffer est égal au temps nécessaire pour toute l'opération d'échauffement.
Tout ralentisse- ment de réchauffement pour éviter ou diminuer les effets nuisibles des défauts d'uniformité dans le
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chauffage des marchandises est généralement critiquable car il a pour conséquence une réduction de la capacité de chargement du four ou encore exige un four plus long et plus coûteux pour un débit donné que celui qui serait nécessaire si l'opération de chauffage était conduite plus rapidement.
Dans les fours-tunnels tels qu'ils ont été construits et utilisés jusqu'à présent, le défaut d'uniformité dans l'échauffement da certaines parties des marchandises traitées résulte tout d'abord des condi- tions de chauffage du four qui tendent à créer au sommet des piles de marchandises placées sur les plateformes ou sur la sole mobile, des températures plus élevées qu'à la base de ces piles et aux surfaces des piles et notamment aux surfaces voisines des parois des chambres du four, des températures plus élevées qu'à l'intérieur des piles. Toute approximation tendant à un chauffage uniforme d'une pile de marchandises exige une circulation de l'atmosphère du four à travers les marchandises ou sur les surfaces des oasettes contenant ces marchandises.
La chaleur transmise à une pile de marchandises par rayonnement des parois du four tend inévitablement à un chauffage plus rapide, près des surfaces extérieures de la pile qu'à l'intérieur de la dite pile.
Dans la pratique, comme on l'a déjà indiqué, une solution tendant à uniformiser la vitesse d'éohauffe- ment doit tenir compte du fait que dans le fonctionne- ment ordinaire, la vitesse de déplacement des marchandises à travers la chambre du four peut varier de temps à autre suivant la demande de marchandises traitées ou la vitesse à laquelle elles peuvent être préparées. En
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d'autres termes, dans la pratique ordinaire, un four- tunnel peut fonctionner tantôt à pleine capacité et tantôt à capacité réduite.
Ainsi pour le même traitement thermique des mêmes marchandises, il peut être nécessaire par exemple de déplacer chaque pièce des marchandises traitées dans un four en 30 heures, alors que d'autres fois, il peut être pratiquement désirable de réduire la capacité du four de telle façon que 50 ou 60 heures soient nécessai- res pour faire passer une pièce à travers le four.
Pour le même traitement thermique, il est géné- ralement désirable que toutes les pièces se déplaçant à travers le four, atteignent sensiblement la même température à une distance donnée de l'entrée de ce four quelle que soit la vitesse d'avancement des mar- ohandises à travers le four, bien qu'une réduction de la vitesse d'avancement des marchandises diminue la quantité de chaleur nécessairement fournie au four pour le trai- tement des marchandises et tende à diminuer dans une pro- portion correspondante le volume des gaz de chauffage passant dans la section d'échauffement du four.
Dans le cas de fours bien conçus et bien construits il est pratiquement désirable de régler la chaleur fournie à la section à haute température de façon à maintenir des conditions convenables de température malgré une variation notable de la vitesse d'avan- vement des marchandises ou de la capacité de fonc- tionnement du four. Que le four soit du type à. mouffle ou du type à foyer ouvert, des différences dans la quantité de chaleur fournie par unité de temps à la section à haute température tendant à modifier la
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circulation de l'atmosphère et les conditions de température dans la section d'échauffement du four.
Cela est particulièrement évident avec les fours à foyer ouvert dans lesquels la totalité ou une grande partie de la chaleur absorbée par les marchandises dans la section d'échauffement est prise aux gaz de chauffage entrant dans cette section et provenant de la section à haute température. Il est nécessaire d'augmen- ter ou de diminuer le volume des gaz suivant que la vitesse d'avancement des marchandises à travers le four augmente ou diminue. Donc pratiquement un contrôle satis- faisant des conditions de chauffage dans la section d'échauffement nécessite une possibilité de réglage pour compenser l'effet des variations de la vitesse d'avance- ment des marchandises à travers le four.
Indépendamment des effets dûs aux conditions par- ticulières d'emploi et de fonctionnement, il existe cer- tains facteurs qui dans tous les emplois ordinaires de four-tunnel continu tendent à. produire, à la partie supé- rieure de la zone d'échauffement des températures supé- rieures à celles régnant à la partie inférieure de la même zone aux points correspondants de la longueur du four. A la partie inférieure de la zone d'échauffement, on a ordinairement besoin de plus de chaleur qu'à la partie supérieure parce qu'il faut échauffer les wagonnets ou la sole mobile utilisée pour transporter les marchandi- ses à travers le four.
Quand cette sole comprend comme c'est usuel des wagonnets comportant à leur partie supérieure une substance réfractaire relati- vement massive et Introduite à l'origine dans le four à la température atmosphérique où à une température
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notablement inférieure à la température maximum des marchandises dans la section d'échauffement du four, une grande partie de la chaleur utilisée dans la sec- tion d'échauffement est employée pour échauffer les soles des wagonnets et à moins que celles-ci s'échauf- fent aussi rapidement que les marchandises, elles prennent de la chaleur aux marchandises et particulière- ment à celles qui occupent la partie inférieure du four.
A la partie supérieure du four, les gaz ont naturellement tendance à être plus chauds que les gaz de la partie inférieure en raison de la différence de densité des gaz à différentes températures. Cette ten- dance à créer des températures plus élevées à la partie supérieure qu'à la partie inférieure du four est parti- culièrement prononcée dans la zone d'échauffement parce que l'augmentation relativement rapide de la température des marchandises dans cette zone tend à produire des différences de température relativement fortes.
L'excès des températures du haut sur les tempé- ratures du bas dans la zone d'échauffement, tend à produire un souffle longitudinal caractérisé par un mouvement des gaz de la partie supérieure par rapport aux gaz de la partie inférieure, ce mouvement étant dirigé vers l'en- trée du four. Dans le cas d'un four à mouffle ordinaire, il y a réellement déplacement de l'atmosphère vers l'en- trée à la partie supérieure, le mouvement de l'air se faisant en sens inverse à la partie inférieure.
Dans un four à foyer puvert, des gaz de chauffage sont enlevés au bas de la chambre du four, à l'entrée ou près de celle-ci, les gaz de chauffage s'écoulent ordinairement vers le point ou les points de sortie sur toute la hauteur de la sec- tion d'échauffement, mais la vitesse d'écoulement
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longitudinale des gaz est notablement plus grande à la partie haute qu'à la partie basse.
Divers artifices ont été employés ou proposas pour commander ou modifier les conditions de circula- tion et de température dans la section d'échauffement d'un four-tunnel continu afin d'améliorer les conditions de chauffage, mais jusqu'à présent aucun artifice' ou combinaison d'artifices n'a donné satisfaction et n'a tenu compte des conditions de fonctionnement comme le fait la présente invention suivant laquelle certains artifices connus sont utilisés dans des combinaisons nouvelles comprenant un ou plusieurs artifices non encore employés ou proposés dans le même bute
Le procédé et les dispositifs utilisés pour enlever les gaz et en faire rentrer une quantité plus ou moins grande conformément à la présente invention,
se distinguent nettement des systèmes antérieurs en ce qui concerne l'emplacement et la disposition rela- tive des points où les gaz sont enlevés et réintroduits dans le four.
Suivant une forme préférée d'exécution de l'invention,une fraction des gaz enlevés du four est retirée de la chambre à l'extrémité la moins chaude de la zone d'échauffement ou tout près de cette extrémité.
De préférence, ces gaz sont enlevés à la partie basse du four et une autre fraction des gaz est enlevée à la partie inférieure d'une section intermédiaire notable- ment éloignée de l'extrémité la moins chaude et oomprise entre cette zone et l'extrémité à haute température.
Une fraction plus ou moins grande des gaz ainsi enlevés
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du four est réintroduite en haut de ce four en des points plus éloignés de l'extrémité la moins chaude.
En conséquence les gaz ainsi réintroduits en haut du four, sont à température suffisamment basse pour main- tenir à la partie supérieure de la chambre près des points de réintroduction, des températures inférieures à celles qui existeraient normalement si les gaz n'étaient pas ainsi réintroduits. Les gaz amenés en haut du four tendent à abaisser les températures dans les régions supérieures de la zone d'échauffement et cela directement en raison des températures de ces gaz et aussi par l'action qui s'oppose au souffle longitu- dinal.
Une fraction des gaz retirés de la section intermédiaire de la zone d'éohauffement est, comme on vient de l'indiquer, ramenée à la partie inférieure d'une section du four entre la dite section intermédiai- re et à l'extrémité à basse température de la zone d'é- ohauffement. Les gaz ainsi enlevés et réintroduits à la partie inférieure du four sont assez chauds pour maintenir à la partie inférieure de la section dans. laquelle ils sont réintroduits, des températures dépassant sensiblement celles qui existeraient s'il n'y avait pas de réintroduction.
L'enlèvement des gaz à la partie inférieure du four près de l'extrémité la moins chaude de la zône d'échauffement, combiné avec le retour de gaz rela- tivement chauds à la partie inférieure d'une section voisine du four permet de maintenir dans cette dernière section un rapport convenable entre les températures du haut et du bas et de conserver dans la même section des conditions de pression et de circulation des gaz qui empêchent dans cette section du four, le souffle
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longitudinal propre aux fours construits précédemment, ce souffle étant particulièrement sérieux et nuisible dans un four du type à foyer ouvert en raison du passage inévitable de l'air dans le tour au delà de la porte qui normalement ferme l'entrée,
car il n'est pas possible pratiquement d'employer une porte qui ferme d'une façon étanche l'entrée du four.
L'invention est, dans sa forme d'exécution préférée, caractérisée en outre par la réintroduction des gaz à la partie supérieure du four suivant des jets qui en raison de leur vitesse et de leur disposition réalisent des rideaux ou écrans gazeux s'étendant trans- versalement à la partie supérieure du four et tendant à empêcher le souffle longitudinal dirigé vers l'entrée.
On peut utiliser aussi dans le même but des jets s'étendant verticalement vers le bas à partir de la partie supérieure de la chambre ou bien des jets pénétrant à la partie supérieure de la chambre du four suivant une direction sensiblement horizontale orientée du côté opposé à l'entrée. Dans tous les cas le jet vient s'étendre transversalement en haut de la chambre du four.
Dans certains cas les jets horizontaux sont préférables aux jets verticaux en raison de la disposition du four ou par suite de la nature et de la disposition des pro- duits traités. Par exemple si l'on chauffe des plaques vitrifiées qui sont réunies en piles avec de la poussiè- re d'argile ou autre matière convenable pour empêcher toute détérioration des plaques, des jets verticaux de grande vitesse tendraient à chasser une partie de la poussière. De plus les plaques empilées comme on l'a
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indiqué sont généralement montées sur des wagonnets comportant plusieurs plateaux de chargement et ces plateaux contrarieraient l'action du jet vertical tendant à empêcher le souffle longitudinal.
En général, avec des jets verticaux il est nécessaire d'avoir une plus grande vitesse et un moin- dre volume de gaz que si les jets sont faits horizon- talement.
Un jet vertical de grande vitesse contrarie le souffle longitudinal tout d'abord en raison de l'énergie cinétique du jet qui forme transversalement à la partie supérieure de la chambre un rideau résis- tant à ce souffle longitudinal et détermine une descente de la majeure partie du volume des gaz qui se dépla- cent dans la section d'échauffement vers l'entrée. Avec un plus grand volume ou une plus grande vitesse des jets introduits horizontalement, ces jets tendent à repousser la majeure partie de l'atmosphère du four vers la région supérieure de ce four. La descente ainsi pro- duite semble due à la densité relativement élevée des gaz introduits à des températures inférieures à celles de la majeure partie des gaz de chauffage aux endroits où se fait l'introduction.
Suivant sa forme préférée, l'invention comporte l'usage de brûleurs ou autres moyens pour introduire des gaz de chauffage à la partie inférieure d'une seo- tion plus ou mo*ns étendue de la zône d'échauffement près de l'extrémité à haute température de cette zone, de façon à compléter le chauffage du bas du four pro- duit par la partie principale des gaz de chauffage
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arrivant dans la zone d'échauffement et provenant de la zone à haute température du four.
Cet apport de chaleur supplémentaire, à la partie inférieure du four tend directement à maintenir les températures du bas qui sont dans un rapport convenable avec les températu- res du haut, mais la quantité de chaleur supplémentaire ainsi fournie est forcément restreinte par la nécessi- té de faire varier progressivement dans la sens longitu- dinal les températures de la zône d'échauffement.
La présente invention permet d'obtenir l'élé- vation normale de la température dans;la zone d'échauffe- ment bien que cette zone soit plus courte que cela a été nécessaire jusque présent pour éviter des températu- res excessives à la partie supérieure et tout près de l'entrée. En d'autres termes, sans l'emploi des autres artifices empêchant le souffle longitudinal l'utilisa- tion de brûleurs à l'extrémité la plus chaude de la zone d'échauffement donne lieu à des températures trop élevées dans la partie du four comprise entre ces brûleurs et l'entrée.
Comme tout technicien le comprendra aisément, l'invention est caractérisée par l'utilisation de plu- sieurs artifices dans différentes sections longitudina- les de la zone d'échauffement. Dans la section proche de l'extrémité la plus chaude de cette zone, les condi- tions sont améliorées entièrement ou principalement par la chaleur additionnelle fournie à la section.
Dans une section intermédiaire de la zone, la réin- troduction des gaz améliore les conditions de fonction- nement en augmentant le volume de 1'écoulement longitu- dinal des gaz au bas du four relativement à la partie
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supérieure, et en provoquant un mouvement descendant de l'atmosphère du four au moyen de minces jets ou courants transversaux. Dans la section de la zone d'é- chauffement proche de l'entrée, on améliore les condi- tions de marche principalement par amenée et enlèvement de gaz à la partie inférieure du four.
Il est clair que les perfectionnements réalisés clans chaque section longitudinale de la zone d'échauffement par les artifi- ces particuliers employés sont facil@tés par l'améliora- tion des conditions de marche due à d'autres artifices dans 3'autres sections de la zône.
L'invention tend généralement à augmenter le volume et par suite la vitesse de 1 écoulement des gaz à travers la zone d'échauffement du four, ce qui accrott la quantité de chaleur transmise par les gaz qui sont enlevés de la zone d'échauffement du four et n'y sont pas réintroduits.
Dans sa forme d'exécution préférée, l'invention est caractérisée par la souplesse du réglage réali- sé. De cette façon les variations de température et le réglage de l'écoulement des gaz résultant des moyens auxiliaires de chauffage et de la re-circulation des gaz peuvent être modifiés quand c'est désirable par suite de changements survenus dans la vitesse de fonctionnement du four ou dans la nature des produits traités ou dans le genre de traitement thermique utilisé.
Un important avantage pratique de l'invention provient de ce qu'elle peut être appliquée à des fours déjà construits, car la construction d'ensemble du four, selon cette invention est oompatible avec les fours de
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construction standard.. En d'autres termes, l'emploi de l'invention n'exige que. peu de changements dans la construction du four et comporte seulement l'addition d'éléments faciles à adapter.
Aux dessins annexés, on a représenté une forme d'exécution préférée de l'invention qui sera décrite ci-après,
La fig. 1 est une vue en élévation schématique de la partie du four voisine de l'entrée avec les dispositifs de circulation et de réglage de température qui y sont combinés.
La figure 1 A est une vue en élévation schéma- tique d'une partie du four, cette vue montrant la cir- culation qui se produit quand on introduit en haut de la chambre du four des jets empêchant le souffle hori- zontal.
La fig. 2 est un diagramme de températures montrant les conditions de température qu'on peut obtenir avec le four de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en élévation et la fig. 4 est une vue en plan, l'une et l'autre avec coupe partielle, ces vues montrant la partie voisine de l'entrée d'un four de type commercial adapté pour utiliser avec les dispositifs de réglage de tempéra- ture représentée schématiquement fig. l.
La fig. 5 est une coupe transversale suivant la ligne 5-5 de la fig.4.
La fig. 6 est une vue analogue à la fig. 1 représentant un dispositif modifié pour l'enlèvement et le retour des gaz.
Sur la fig. 1 on a représenté schématiquement
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les parties voisines de l'entrée d'un four-tunnel continu. A avec une forme d'exécution du dispositif utilisé suivant l'invention pour régler les condi- tions de température dans la zône ou section d'échauffement du four. En fonctionnement normal, des wagonnets sont successivement introduits à l'entrée du four A par une ouverture latérale normalement fermée par les portes et sont déplacées progressive- ment dans la partie de la chambre du four visible fig. l, puis dans la partie située plus à droite et non représentée sur cette figure.
Le dispositif de réglage de température combi- né avec la partie du four représentée fig. 1 comprend
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des organes B , l B B .......B 7 et bls bu etc... pour introduire des gaz de chauffage à la partie inférieure du four et en des points convenablement répartis sur la longueur du four. Dans un four à chauffage direct du type représenté fig, l, les organes B1...B7 et bl, b.... ete. peuvent être et seraient ordinaire- ment des brûleurs à gaz ou à huile, chacun d'eax étant séparément réglable par exemple au moyen d'un regis- tre ou organe d'étranglement équivalent C. En dehors de ce dispositif de chauffage, l'appareil représenté fig, 1 comprend des ventilateurs D et F pour l'enlè- vement de gaz à basse et à haute température et pour la re-circulation respectivement.
L'appareil comporte aussi des canalisations aboutissant à ces ventilateurs et servant à retirer les gaz du four et à y faire rentrer une fraction de ces gaz et à évacuer la partie des gaz retirés de la chambre et non réintroduits. Outre
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l'agent de chauffage fourni à la chambre du four par les organes Bl,....... B7 et bl, b2..... etc. dans un four à foyer ouvert du type représenté schématiquement fig. 1, un grand volume de gaz chauf- fants pénètre normalement dans la partie du four re- présentée du côté droit de la fig,l, ces gaz prove- nant de la partie du four non représentée et contenant les principaux brûleurs à haute température.
Evidemment, l'air et'les gaz enlevés par les ventilateurs D et F dans le four et non réintroduits doivent être en quantité égale à l'air et au gaz péné- trant dans la section d'échauffement du four et provenant soit de la section à haute température soit des brûleurs qui les déchargent directement dans la section d'échauffement, soit des marchandises qui les dégagent au cours de la période d'échauffement.
Le ventilateur D servant à l'enlèvement de gaz à basse température et à la recirculation, comporte une conduite Dl partant de la partie inférieure de la chambre du four, près de l'entrée de celui-ci.
Une partie des gaz enlevés de la chambre par le ventilateur D peut être déchargée dans l'atmosphère par la conduite de sortie D2 qui peut être reliée à la cheminée d'évacuation ou se confondre avec elle, Une fraction plus ou moins grande des gaz enlevés par le ventilateur D peut être réintroduite dans le four par des ajutages E et E1 situés au sommet de la cham- bre et recevant les gaz par des tuyaux D3 et D4.Les quantités relatives de gaz passant par les tuyaux D2.
D et D4 sont réglées par des registres C2 placés sur
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les tuyaux D3 et D'et par un registre C1 placé dans le tuyau principal d'évacuation D2 du côté de la sortie par rapport à D3 et D4.
L'effet d'étranglement produit par le registre C1 est réglé pour assurer une pression statique convenable à l'entrée du ventilateur et dans les tuyaux D3 et D4. L'ajutage d'entrée E ser- vant aux gaz réintroduits est placé à une certaine distance de l'entrée et l'ajutage E1 à une distance plus grande de cette entrée.
Le ventilateur F servant à l'enlèvement de gaz à haute température et à la re-circulation com- prend plusieurs branches d'admission Fl F F3 débou- chant à la partie inférieure de la chambre du four en des points convenablement répartis suivant la longueur de ce four. Chacune de ces branches peut être réglée par un registre C3. Le ventilateur F décharge les gaz dans une canalisation représentée comme comprenant les branches F,F,F, F, F8. Les branches F et F réintroduisent des gaz à la partie inférieure du four en des points voisins mais différemment espacés de l'entrée et placées entre celle-ci et les points où débouchent les branches Fl, F2, F3.
Comme on l'a re- présenté, les branches F4 et F5 sont reliées au four en des points compris entre l'entrée du four et l'aju- tage E. La décharge produite par chacune des branches F4 et F5 est directement commandée par un registre correspondant C4. Les branches de décharge F6 F7 sont reliées à des ajutages d'entrée el et e2 débouchant dans la chambre du four à sa partie supérieure et
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dirigée vers le bas. Ces ajutages;sont convenable- ment repartie sur la longueur de la chambre du four, la décharge par chaque ajutage étant directement com- mandée par un registre C5. La branche de décharge F8 refoule les gaz dans la cheminée mentionnée ci-dessus ou dans la conduite D2 au delà. du registre C1, l'écoule- ment des gaz dans la branche F8 étant commandé par un registre C6.
L'étranglement produit par le registré C6 est réglé de façon à assurer une pression statique convenable à l'entrée du ventilateur et dans les tuyaux F4, F5, F6, F7. Les marchandises peuvent être déplacées à travers la chambre du four sur des wagonnets, chacun d'eux étant du type usuel visible en E fig, 5.
Ce wagonnet H comprend une plate-forme H1 supportant les marchandises au-dessus d'un espace H2 ménagé dans le châssis du. wagonnet au-dessous de la plate-forme et permettant à l'atmosphère du four de circuler trans- versalement et dans le sens longitudinal. L'espace H2 de chaque wagonnet est ouvert latéralement et les extrémités du wagonnet communiquent avec l'espace réservé aux marchandises juste au-dessus de la plate- forme grâce à des ouvertures pratiquées dans celles-ci.
Dans un four utilisant de tels wagonnets les divers brûleurs B1...B7 b1, b2 et les ajutages de réin- traduction F4 et F5,sont avantageusement doublés des deux cotes de la chambre du four et sont agencés de façon à décharger les gaz sur les cotés correspondants des espaces H2 quand les wagonnets avancent dans le four. Pour des raisons pratiques également, il est avan- tageux de doubler les branches d'admission F1, F F3 du ventilateur, la communication de ces branches aveo
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le four se faisant à hauteur des espaces H2,
La conduite d'admission Dl du ventilateur D peut s'ouvrir dans la partie médiane ot au bas de la chambre du four et traverser la paroi de ce four.
De préférence chacun des ajutages de réintroduction E E1 e1 e2 s'étend en haut de la chambre du four à peu près sur toute la largeur de cette chambre et il est agencé de façon à. décharger les gaz vers le bas dans la four sous la forme d'un rideau vertical orée transversalement dans la chambre du four.
La répartition des organes de chauffage B1.....
B7, b1, b2 ....,des conduites de réintroduction F4 ....
F5 et des ajutages d'admission E, El, el, e2 dans le sens longitudinal ainsi que leur nombre et le règlage des différents registres peuvent varier dans de gran- des proportions suivant la nature des produits trai- tés, les températures qu'on désire obtenir et les autres conditions opératoires.
A titre d'illustration et d'exemple non limita- tif, on signalera la courbe de température de la fig. 2.
Sur cette figure, on voit les conditions de tempéra- re qui sont désirables dans l'utilisation pratique d'un four-tunnel continu de type commercial auquel ont été ajoutés des dispositifs de re-circulation et des brûleurs B1, ..... B5 représentés fig. 1. Sur la fig.2 les abscisses sont les distances en mètres mesurées dans le sens de la longueur à partir de l'entrée du four et les ordonnées sont les températures mesurées en degrés centigrades. Le four de type commercial ins- tallé à l'origine était un four Dressler à foyer
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ouvert et à brûleurs multiples et il comprenait les particularités de construction et d'agencement représentées fige 3, 4 et 5 et exposées dans la pré- sente description.
Ce four tel qu'il avait été cons- truit à l'origine convenait pratiquement au but pour lequel il avait été installé et employé initialement.
Mais quand il devint ensuite désirable d'utiliser le four pour fabriquer certains types de carreaux vi- trifiés présentant des difficultés de séchage et d'oxydation plus grandes que les marchandises traités précédemment; on trouva des inconvénients à prolonger la période de chauffage jusqutà des températures cri- tiques en pareil cas et comprises entre 650 et envi- ron 1.000 degrés centigrades.
Il était pratiquement - impossible de maintenir avec une approximation suffi- sante des températures uniformes sur toute la hauteur des piles de carreaux contenus dans des easettes placées sur les wagonnets. Les marchandises étaient alors à des températures très différentes de celles obtenues après modification de la construction et fonctionnement suivant la présente invention.
Sur la fig.2, T1 et T2 représentent les tempéra- tures des marchandises situées respectivement en haut et en bas des piles portées par les wagonnets. Ces courbes montrent comment les températures varient dans la sec- tion d'échauffement à mesure que chaque pile s'éloigne de l'entrée. Comme c'est évident pour tout technicien, les différences existant entre les températures indiquées par la courbe T1 et par la courbe T2 pour une distance quelconque de l'entrée sont faibles et grâce auxperfec- tionnemments apportés au réglage conformément à la fig.l,
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toute différence entre les températures indiquées par les deux courbes peut être pratiquement supprimée.
Le four représenté fig. 3 à 5, tel qu'il était installé à l'origine comprenait une section d'échauf- fement à laquelle faisait suite une section à haute température en un point de la longueur du four intermédiaire entre le brûleur B7 et le brûleur b1, et les brûleurs b2, b3 faisaient partie du dispo- sitif de chauffage de la section à haute température réglable. Les brûleurs B6 et B existaient également dans l'installation initiale et étaient destinés à éten- dre le chauffage du bas aussi loin que possible vers l'entrée du four.
Dans le four représenté en partie aux fig, 3 à 5, la section d'échauffement mesure approximativement 25 mètres de longueur. La section intermédiaire à haute température à 20 mètres 25 de longueur et la section de refroidissement comprise entra la section à haute température et la sortie du four a sensiblement 20 mètres de longueur. La température maximum des marchandises dans le fonctionnement normal aussi bien avec l'installation initiale qu'après la modifica- tion effectuée était voisine de 1.200 degrés.
Avec ce four, tel qu'il était à l'origine, dans des conditions normales de fonctionnement, on obtenait pour les marchandises traitées des températures convena- bles et suffisamment uniformes dans la section la plus chaude, mais dans la section d'échauffement la température des marchandises placées à la partie supérieure dépassait notablement la température des marchandises situéesà la
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partie inférieure la différence des températures étant comprise entre 120 et 200 degrés centigrades environ.De plus l'augmentation de température des marchandises ehtre 650 et 980 degrés était obtenue dans un déplacement lon- gitudinal des marchandises qui était nettement moindre que la longueur de la partie du four correspondant dans le cas de la fig, 2 à une telle Variation de tem- pérature et dans la pratique,
elle ne dépassait pas 60% de la dite longueur.
Dans le four représenté fig., 4 et 5, un carneau A1 est ménagé dans chaque mur latéral du four et s'étend longitudinalement sur la majeure partie de la longueur occupée par la zône d'échauffe- ment. Dans la paroi.latérale extérieure de chaque carneau A1 sont pratiquées des ouvertures A2 réparties sur toute la longueur de la chambre. Quand à la paroi latérale intérieure, elle présente des ouvertures débouchant dans la chambre du four et situées en regard des orifices A2. Ces orifices étaient ménagés dans le four tel qu'il était installé à l'origine et servaient à l'évacuation des gaz. Chacun d'eux pou- vait être fermé complètement ou partiellement par un registré C3 monté sur une glissière A3.
Dans l'ins- tallation initiale, chacune des ouvertures extérieures A2 était normalement fermée par un panneau A4. Les panneaux A4 étaient enlevés quand c'était nécessaire pour le règlage des registres correspondants.
Après modification du four initial conformément à la fig.l, les gaz passant de la chambre du tour dans chaque carneau A1. étaient admis dans cette dernière
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par une ouverture centrale A5 située à la partie inférieure et commandée par un registre C10. Cette ouverture débouchait dans un tunnel transversal A6 au-dessous du four et relié par une de ses extrémi- tés au ventilateur F. Dans le fonctionnement du four représenté fig.Z, 4 et 5, tel qu'il était installé à l'origine, le ventilateur F enlevait de la section d'échauffement tous les gaz de chauffage et l'air en excès provenant de la section très chaude munie des brûleurs auxiliaires B6 et B7 ainsi que toutes les vapeurs et tous les gaz dégagés par les matières en traitement.
Les changements faits dans le four représenté fig. 3, 4 et 5 tel qu'il était installé à l'origine avaient pour but d'adapter le four au fonctionnement représenté fig. 1 et il consistait à ajouter les orga- nes suivants : les br$leurs B1....B5, le ventila- teur D et les dispositifs de circulation comprenant la conduite démission Dl depuis le ventilateur D jusqu'à, l'entrée de la chambre du four, les ajutages E E1 e1 e,et les conduites de décharge F4 et F5 depuis le ventilateur F jusqu'au four. Ces adjonc- tions n'exigeaient pas des modifications profondes de la construction initiale.
Comme bn l'a représenté, les brûleurs B1...B5 comprennent des tuyaux qui pénètrent dans les carneaux A1 par les ouvertures A2 et s'étendent en traversant ces carneaux jusque dans les ouvertures situées en regard des ouvertures cor- respondantes A2. L'adjonction de ces brûleurs n'exi- geait aucun changement de structure si ce n'est
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l'addition de ciment ou autre matière réfractaire en A7 pour sceller les joints entre les tuyaux des brû- leurs des ouvertures A2 et des ouvertures existant en regard dans les parois intérieures. La mise en place de conduites de décharge F4 et F5 et de la conduite d'admission D1 n'entraînait non plus aucune modifica- tion de structure, si ce n'est le percement d'ouver- tures dans la paroi latérale du four et dans les pa- rois terminales.
Les extrèmités des conduites d'admis- sion F1, F2 et F3 (fig.4) étaient placées dans l'axe des ouvertures A . Sur la fig. 4, leurs registres C3 sont à des positions partiellement ouvertes alors que tous les autres registres C3 sont représentés complè- tement fermés. Les registres C3 initialement employés en combinaison avec les ouvert@res recevant les brû- leurs B1......B5 furent enlevés lors de l'installation de ces brûleurs.
Chacune des conduites d'admission E, E1, il$ e2 est représentée comme constituée par une botte en métal mince s'étendant vers le bas et remplissant la partie supérieure d'une fente verticale A8 pratiquée dans le plafond du four.
Le fonctionnement d'un four construit conformé- ment aux fig.3, 4 et 5 et modifié pour être utilisé conformément à la fige 1, est caractérisé par une re- marquable souplesse. L'enlèvement de gaz, hors de la section d'échauffement et l'admission de) gaz dans cette section peuvent âtre modifiés aussi large- ment que l'exigent des différences normales dans les conditions de fonctionnement.
Le réglage étendu de la re-circulation relativement aux quantités totales de gaz retirés et réintroduits dans la chambre du four,
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les points d'enlèvement et les volumes retirés peuvent être très largement modifiés par le réglage des divers registres de commanoe C1.....C6. Evidem- ment les points répartis sur la longueur du four et par lesquels les gaz sont enlevés sous l'action du ventilateur F, peuvent, grâce au réglage des registres C3 comprendre une ou plusieurs des ouvertures situées en regard des ouvertures A2, sauf celles qui reçoi- vent les brûleurs Bl........B6.
Avec un four construit dans son ensemble comme le montrent les fig.3,4 et 5 et adapté conformément à la fig. 1, pour égaliser convenablement les tempéra- tures du haut et du bas de la chambre du four dans la partie voisine de l'entrée, on combine l'enlèvement des gaz près de l'entrée du four par la conduite D1 aboutissant au ventilateur D et l'introduction de gaz dans la partie basse de la chambre du four par les conduites F4 F5 au moyen du ventilateur de cir- culation F. les gaz introduits servent à deux buts essentiels; d'une part, ils sont à des températures assez hautes pour élever convenablement la températu- re dans la partie inférieure du four et en outre, ils augmentent la pression de gaz dans le four près des points d'introduction.
L'augmentation de pression, bien que très petite, est suffisante pour qu'une par- tie convenable des gaz s'écoule longitudinalement vers la conduite Dl à la partie inférieure du four.
En général et pour des conditions opératoires données, on obtient les meilleurs résultats avec un volume déterminé de gaz s'écoulant par la conduite D1
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et une augmentation ou une diminution par rapport à ce volume optimum donne lieu à une augmentation des températures du haut par rapport aux températures du bas, dans la région voisine de l'entrée. Une augmentation au delà. du volume optimum élève les températures du haut parce qu'elle provoque ou permet la formation de souffle dirigé vers l'entrée. Une diminution au-dessous du volume optimum élève les températures du haut parce qu'elle détermine l'ascen- sion d'une partie des gaz chauds fournis paroles conduites F4 et F5.
Avec le passage de gaz par la conduite D1 sous un volume voisin du volume optimum le réglage des registres C4 permet d'augmenter ou de diminuer la quantité de gaz fournie aux conduites F4 et F5 et de faire en sorte que les températures du bas près de l'entrée du four soient inférieures ou égales ou même supérieures aux températures du haut.
Le réglage opéré en ajustant l'écoulement des gaz dans le four par les conduites F4 et F5 est rendu plus facile et plus efficace par la suppression à peu près complète du souffle longitudinal, par l'égalisation des températures du haut et du bas dans la partie inter- médiaire de la section d'échauffement sous l'action de l'apport de ehaleur dû aux brûleurs, par l'enlè- vement des gaz à la partie inférieure de la chambre du four au moyn. des conduites F1, F2 et F3 intermédiai- res entre les brûleurs B1....B5 et les conduites F4 et F et enfin par le retour des gaz en haut de la chambre du four à travers les ajutages E, E1 e1, e2.
L'enlèvement des gaz hors de la chambre du four par
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les conduites F1 F2 et F3 augmente l'écoulement longitudinal des gaz à la partie basse du four à partir de la section la plus chaude de ce four et elle tend ainsi directement à augmenter l'absorp- tion de chaleur au bas du four près des conduites Fl F2 F3 et entre celles-ci et la section 4 haute température du four.
Il en serait ainsi sans l'utilisa- tion des brûleurs Bl....B5, mais l'emploi de ces brûleurs augmente directement la quantité de chaleur disponible pour le chauffage du bas et comme conséquen- ce de la re-circulation déterminée par le ventilateur F la chaleur fournie par les brûleurs B1....B5 de même qu'une partie importante de la chaleur par les brûleurs b1 b sont utilisées principalement pour apporter à la partie inférieure du four les calories nécessaires.
L'efficacité des dispositifs spéciaux qui vien- nent d'être mentionnés est augmentée par la réintro- duction des gaz en haut de la chambre du four par les ajutages E, El, e1, e2. Les gaz introduits par ces aju- tages servent à égaliser les températures du haut et les températures du bas, et cela pour plusieurs raisons d'abord les gaz ainsi ramenés en haut du four pro- viennent de parties basses de ce four, plus pro- ches de l'entrée que les points de réintroduction; de plus ces gaz sont à des températures inférieures à celles qui existeraient dans la région où se fait la réintroduction si cette réintroduction n'avait pas lieu, et enfin un tel retour de gaz produit une des- cente générale des gaz et aisni accroît la température
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régnant à la partie inférieure.
Les gaz réintroduits par les ajutages E El, el, e 2 tendent ainsi à abais- ser la température de la partie supérieure du four près des ppints de réintroduction.
Les gaz réintroduits par les ajutages E, El e1, e2 en courants ou en jets minces dirigés vers le bas et s'étendant transversalement à la partie supé- rieure du four forment des écrans et ils contribuent ainsi très efficacement à réduire le souffle qui tend à se produire vers l'entrée.
Au lieu de créer, au moyens de minces jets verticaux, des écrans contrariant le souffle, il a été reconnu plus avantageux' de former des écrans au moyen de jets plus épais dirigés horizontalement et s'étendant du côté opposé à l'entrée du four.
L'utilisation de jets ainsi dirigés horizontalement est visible fig. 1 A où E10 E11 et E12 représentent des ajutages traversant la voûte du four dans la section d'échauffement, ces ajutages étant placés à des distances échelonnées de l'entrée du four.
Comme on l'a représenté, chacun des ajutages E10 E11 E12 a la forme d'une boite à paroi métallique mince comportant une partie verticale traversant le plafond du four et, immédiatement sous le plafond du four; un bec dirigé horizontalement du coté opposé à l'entrée. Chaque ajutage ou au moins le bec inférieur s'étend traneversalement à peu près sur toute la lar- geur de la chambre du four.
Fig. 1 A, les flèches indiquent la circulation de l'atmosphère telle qu'elle est modifiée par les jets sortant des ajutages E10 E11 et E12. Chaque
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jet est tout d'abord horizontal puis est incprvé et dévié vers le bas par les gaz du four se déplaçant vers l'entrée.
Le jet sortant de l'ajutage E12, le plus éloigné de l'entrée a l'effet le plus impor- tant sur la circulation générale de l'atmosphère, car il contrarie et dévie vers le bas le courant relativement fort de gaz chauffants qui se déplacent vers l'entrée dans la zône d'action du jet. Du coté de l'entrée par rapport à chacun des ajutages E10 E11 E12,il se produit un mouvement ascendant du à la tendance qu'on les gaz plus chauds de s'élever, mais les gaz qui remontent en arrière de chacun des ajuta- ges les plus éloignés de l'entrée et qui se dirigent vers cette entrée, sont déviés vers le bas par le jet provenant de l'ajutage voisin, plus proche de l'entrée.
Un important avantage pratique de l'invention est de permettre le ohauffage du four depuis la tempé- rature atmosphérique jusqu'aux températures de fonc- tionnement en préparant le four initialement ou après une période de non-emploi sans avoir à déplacer dans le four, pendant l'opération d'échauffement, une ma- tière absorbant la chaleur. Cela n'a pas été possible avec les fours construits précédemment, car lorsque de tels fours sont vides, le souffle longitudinal est si prononcé que les températures à l'entrée du four sont peu inférieures aux températires régnant dans la section la plus chaude.
Cet avantage est important au point de vue pratique, parce que l'échauf- fement dure ordinairement plusieurs jours et si la
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matière absorbant la chaleur, déplacée à travers le four sur des wagonnets, consiste @n des marchandises àbouire, oelles-ei ne sont pas convenablement cuites et s'il s'agit non de matières à cuire mais de matières choisies simplement pour absorber la chaleur et pour remplir une partie de l'espace intérieur,leur emploi entraînait des dépenses de chargement, de déchar- gement et de manutention qui peuvent être évitées dans un four construit et fonctionant conformément à la présente invention.
Quand on vise l'introduction de gaz dans le four ou dans la chambre du. four et l'enlèvement de gaz hors du four ou de la chambre du four, il doit être entendu que les termes "four" ou "chambre du four" visent l'enceinte dans laquelle, les gaz viennent en contact avec les marchandises chauffées ou traitées et ce terme ne s'applique pas à un espace tel que celui situé sous les châssis des wagonnets, qui est séparé de la chambre du four proprement dite par le châssis des wagonnets et par les joints de sable ou autres dispositifs analogues.
Ainsi que c'est évident pour les techniciens, tous les dispositifs spéciaux décrits pour régler les conditions de température et d'écoulement des gaz dans la section d'échauffement, contribuent conjoin- tement à améliorer le fonctionnement. Cependant comme les techniciens le comprendront aisément, certains dispositifs de réglage peuvent parfois être utilisés avantageusement sans les autres éléments et des varian- tes de l'appareil décrit précédemment peuvent servir
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utilement dans divers cas, Ainsi par exemple, les gaz passant dans la chambre du four par les tuyaux F4 et F5 au lieu d'être des gaz retirés du four par le ventilateur F ou par le ventilateur D ou par les deux ventilateurs comme cela a étéprévu, peuvent dans certains cas être constitués par de l'air chaud sortant de la zone de refroidissement du four,
sur- tout parce que la sécheresse de cet air facilite le chauffage des marchandises près de l'entrée du fuur. De plus, alors que les dispositifs d'enlèvement de gaz et de re- circulation réalisés sous la forme précise indiquée fig. l, sont parfois tout-à-fait satisfaisants, dans d'autres cas (et particulièrement avec des fours relativement grande, fonctionnant avec des températures maxima relativement hautes), il est difficile ou pratiquement impossible d'obtenir, pour les gaz réin- troduits dans la chambre du four, des températures suffisamment élevées à tous les points de réintroduc- tion. Pour permettre une élévation des températures respectives en différents points de réintroduction, le dispositif de la fig,l peut être modifié comme le montre la fig. 6.
Le dispositif représenté sur cette figure permet d'assurer avec plus de souplesse que la dispositif de la fig, 1, le réglage des températures auxquelles les gaz sont réintroduits dans le four en différents points.
Dans le dispositif représenté fig, 6, les princi- paux tuyaux de refoulement des deux ventilateurs D et F sont reliés à un tuyau D F fournissant des gaz aux ajutages E, E1, F6 et F7 par lesquelles les gaz
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sont réintroduits dans la partie supérieure au four et échelonnés sur la longueur de celui-ci, comme dans le cas de la figure 1. Par un réglage rela- tif des registres C10 répartis sur le tuyau D F, la température des gaz réintroduits dans le four par chacun des ajutages E, E1, F6, F7 et particulièrement par les branches E1, et F peut varier entre les tempé- ratures de sortie des ventilateurs D et F. Sur la fig. 6, outre la conduite d'admission D1, le ventila- teur D comporte une autre conduite d'admission D5 le reliant à chacun des oarneaux latéraux A1 en'un ou plusieurs points voisins de l'extrémité à basse température.
Par le réglage d'un registre C11 placé sur chacune des conduites d'admission D1 et D5, la quantité des gaz retirés du four par la conduite, peut être modifiée à volonté.
L'usage du dispositif de la fig. 6 qui vient d'être décrit, permet aux gaz qui reviennent à la . partie inférieure de la chambre du four par les con- duites F et F5 d'être fournis par le ventilateur F tel qu'il est représenté fig,1 ou par le tuyau D F
4 auquel les extrémités d'admission des conduites F et F5 seraient alors reliées, ou encore, comme le montre la fig. 6, les conduites F4 et F5 peuvent rece- voir des gaz par le tuyau de refoulement D10 du ven- tilateur D, puisque, au moins dans certains cas, la température de sortie du ventilateur D peut être assez élevée parce que ce ventilateur enlève des gaz des carneaux A1.
Avec le dispositif représenté fig. 6 les points ou les conduites d'admission F1, F2 F du
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ventilateur F communiquant avec le four peuvent être éloignées davantage de l'entrée du: four que dans le dispositif représenté fig.1. Sans recourir à cet artifice, on peut élever la température des gaz refoulés par le ventilateur F dans la conduite F8 et le tuyau D F en étranglant Puna des conduites F1 et F2 ou les deux relativement à la conduite F