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BREVET D'INVENTION " Four à ohambres horizontal pour la production du coke "
La présente invention est relative à un four à chambres horizontal pour la production du ooke, comportant des conduits de chauffage verticaux, ainsi que des récupérateurs disposés au-dessous des chambres, s'étendant dans le sens de la lon- gueur de celles-ci, et alimentés de façon sensiblement verti- cale .
Dans les fours connus de ce genre, on prévoit un canal qui s'étend sous la base des récupérateurs, dans le sens de la longueur des chambres et qui, à une phase déterminée du service, sert à la répartition des éléments du combustible non encore réunis (air ou air et gaz pauvre) avant d'arriver aux récupérateurs, ce canal, dans l'autre phase du service servant à collecter les gaz brûlés sortant des récupérateurs.
A cet effet, le canal est continué jusqu'à la paroi longitu- dinale du four et, en ce point, est relié par l'intermédiaire d'une vanne avec l'air extérieur, dans une des phases du ser-
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vice, ou bien à la oanalisation de gaz ; dans l'autre phase du service, il est mis en communication avec la cheminée.
Pour obtenir une alimentation prédéterminée du récupé- rateur, dans le sens de la longueur des chambres, on a déjà prévu des organes d'étranglement, par exemple des tiroirs, des grilles à recouvrement, etc., entre la base du récupérateur et)le canal qui sert en même temps de chambre de répartition et de chambre collectrice . Toutefois, l'étranglement qui,dans une section déterminée du récupérateur, et dans une phase don- née du service, s'exerce sur l'agent à réchauffer, agit aussi sur les gaz brûlés, dans l'autre phase du service et dans la même section du récupérateur . De ce fait, on provoque une limitation des possibilités de réglage des conduits de chauf- fage et des sections correspondantes de récupérateur.
Il en est ainsi pour les différents types de fours, savoir aussi bien pour les fours divisés par moitié, que pour les fours à conduits jumelés comportant des récupérateurs de réchauffage et des récupérateurs recevant les gaz brûlés, alternant dans le sens longitudinal de la paroi. Il en est de même aussi pour les fours dans lesquels les conduits de chauffage d'une paroi de chauffageravaillent en liaison, et par alternance de tira- ge, avec les conduits de chauffage d'une autre paroi, au moyen de passages qui s'étendent au-dessus des chambres de fours prévues entre lesdites parois.
La présente invention a pour but de permettre d'effec- tuer de façon séparée l'étranglement dans les différentes sections de récupérateur, en ce qui concerne les agents de combustion à réchauffer et les gaz brûlés. Ce but est atte int par le fait que la base du récupérateur, ou plutôt les ori- fices inférieurs de sortie de ces récupérateurs, sont en communication d'une part avec des canaux collecteurs s'éten- dant dans le sens de la longueur du récupérateur, et destinés auxgaz brûlés, et d'autre part avec des canaux répartiteurs séparés de ceux-ci, S'étendant également dans le sens longi-
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tudinal du récupérateur, et destinés aux agents de combustion à réchauffer.
A la õnction entre les deux canaux et la base du récupérateur, on prévoit des organes d'étranglement répar- tis sur la longueur des récupérateurs , ces organes d'étran- glement pouvant être réglables.
Il est également connu déjà d'utiliser deux canaux horizontaux séparés,pour amener l'air de combustion jusqu'au régénérateur, ainsi que pour assurer l'évacuation des gaz brûlés hors de celui-ci mais on n'avait pas prévu le moyen permettant de répartir de manière prédéterminée les gaz s'é- coulant dans le récupérateur, dans les différentes sections de celui-ci.
Un four à chambres horizontal pour la production du colge,dans lequel l'invention a été appliquée, est représen- té aux dessins annexés.
Dans ce dessin, les figures 1 à 4 portent sur une pre- mière forme de réalisation, et les figures 5 à 8 sur un second exemple de réalisation.
Les figures 1 et 5 montrent des coupes verticales dans le sens de la longueur des chambres, et passant par la partie inférieure d'une paroi de chauffage, d'un récupérateur et de la base du four.
Les figures 2 et 6 sont des coupes verticales passant par les mêmes parties du four, en direction longitudinale de la batterie, ces coupes passant par les lignes II-II et VI-VI des figures 1 et 5.
Les figures 3 et 7 représentent, à plus grande échelle, certains détails des figures 2 et 6.
Les figures 4 et 8 sont des coupes dans un plan perpen- diculaire à celui des figures 3 et 7, ces coupes passant par les/-lignes IV-IV et VIII-VIII .
Dans les deux formes de réalisation, les mêmes références ont été utilisées pour définir les mêmes parties, ou des par- ties correspondantes.
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Le four réprésenté est un four à conduits jumelés et à combustion par dessous, dans lequel les conduits de chauffage appartenant à une paroi de chauffage, sont mis alternativement en communication avec des groupes de récupérateurs disposés à droite et à gauche de la paroi de chauffage, dans le sens de la longueur des chambres. Toutefois, l'invention est appli- cable de la même manière à tous les fours comportant des ré- cupérateurs disposés au-dessous des chambres, et!s'étendant dans le sens de la longueur de celles-ci, par exemple aussi aux fours dans lesquels les conduits d'une paroi de chauffage travaillent en liaison et en alternance de tirage avec ceux d'une autre paroi de chauffage, au moyen de oanalisations passant au-dessus des chambres de four formées entre lesdites parois.
Les chambres de four 1 sont placées en série,avec des parois de chauffage intermédiaires, elles-mêmes subdivisées en conduits de chauffage verticaux. Chaque conduit de chauffa- ge 2 est en communication avec un conduit de chauffage 3,par une ouverture prévue à sa partie supérieure, et forme avec celui-ci une paire de conduits de chauffage, ou conduis jumelés. Au-dessous de chaque chambre de four est prévu un groupe de chaque fois deux récupérateurs 4 et 5, qui sont en communication aveo les conduits de ohiffre pair de l'une des parois de chauffage voisines, et avec les conduits de chif- fre impair de l'autre paroi de chauffage. La maçonnerie ré- fractaire du four est portée par une plaque de béton 22 suppor-- tée par des piliers 34, cette plaque 22 étant située au-dessus des éléments inférieurs 35 du four .
Comme matière de rem- plissage pour les récupérateurs, on utilise des briques telles que oelles représentées en particulier aux figures 3 et 7, et qui se caractérisent par une subdivision de la capacité des récupérateurs, au moyen des parois transversales 7 des briques, en un nombre important de conduite verticaux 6 de section quadrangulaire allongée. Les parois transversales 7
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comportent, généralement à leur partie inférieure, desdégage- ments grâce auxquels on forme des canaux horizontaux 8 s'é- tendant en direction longitudinale du réoupérateur,entre les différentes rangées de briques. Pour subdiviser le récupéra- teur en différentes sections, dans le sens longitudinal,ces dégagements sont supprimés en différents points.
En outre,dans la couche supérieure des briques, ces parois transversales s'étendent jusqu'au point le plus élevé de la chambre de récu- pérateur, si bien qu'on donne ainsi naissance à des cloisons de séparation oontinues 9 qui n'empêchent pas la possibilité de vider le récupérateur de sa garniture, mais donnent cepen- dant naissance à une résistance assez élevée au passage des gaz, entre les différentes sections de récupérateur,pour em- pêcher un équilibrage de la pression gênant quant à la répar- tition prévue de ltagent de combustion entre ces sections.
Sur les bords des briques 10, viennent porter,par des pieds 11, les briques de remplissage de la couche inférieure du récupérateur . On forme dans les briques 10 des chambres horizontales 12 qui sont subdivisées, dans leur longueur,par deh prolongements inférieurs des parois de séparation 9. Au moyen de passages 13 formant grilles, ménagés dana les bri- ques 10, les chambres 12 communiquent aveo le canal collecteur 14 pour les gaz brûlés, ce canal étant raccordé au canal de cheminée 16 par l'intermédiaire de la vanne 15. Entre les cham- bres 12 et les oanaux collecteurs 14, on prévoit des tiroirs 17 perforés, grâce auxquels il est possible de régler la quantité de gaz brûlés passant dans chacune des différentes sections de récupérateur 18.
Grâce à des canaux 19, présentant des orifices de sortie 33 en forme de trompette, et débouchant latéralement dans les chambres 12, ces chambres sont en oommupication avec les tubes de répartition 20 et 21 distribuant l'air du oo mbusti- ble et le gaz pauvre. Les tubes de répartition de gaz pauvre 21 sont reliés à la oanalisation principale de gaz pauvre,
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par l'intermédiaire de vannes 36. L'air de combustion qui pé- nètre par les tubes de répartition 20 peut être ou bien as- piré grâce au tirage de la cheminée, ou bien être également conduit au four sous pression.
Dans ce dernier cas,le réglage pourra naturellement être effectué de façon plus précise,car une chute de pression dans les éléments de réglage ne joue pas un rôle aussi important- La différence existant entre les deux formes de réalisation suivant les figures 1 à 4 d'une part et suivant les figures 5 à 8 d'autre part,consiste dans le fait que les canalisations d'arrivée 20 pour l'air, et 21 pour le gaz pauvre, sont prévues au-dessous de la plaque de support en béton 22 dans le premier cas,alors que selon les figures 5 à 8, ces canalisations sont prévues au-dessus de la plaque de support en béton 22, et sont formées dans une couche 23 constituée convenablement en un ciment argileux.
Dans les deux formes de réalisation, on dispose à l'inté- rieur des canaux 19 constitués par des tubes métalliques 24, à leur partie inférieure, des organes d'étranglement 32 en tu- lipe qui sont montés sur les tiges 25 et qui peuvent être re- tirés et échangés, en dévissant les chapeaux 26. On a désigné en 27 et 28 les conduits de gaz normal ou gaz fort, orientés verticalement et aboutissant aux conduits de chauffage 2 et 3, ces conduits passant dans les parois de séparation 29 du récupérateur, et se raccordant aux canalisations de réparti- tion de gaz normal horizontales désignées en 30 et 31, les- dites canalisations, dans la première forme de réalisation étant situées à la partie ingérieure du four et dans la couche intermédiaire 23, dans la seconde forme de réalisation .
On a désigné en 34 et 35 des interpositions en tôle pla- cées dans les parois longitudinales des récupérateurs,et destinées à empêcher une communication directe entre ceux- ci. Ces t8les se composent d'une matière susceptible de résis- ter aux constituants des gaz, sous l'effet de la chaleur,et seront par/exemple établies en un acier chrome-nickel. Elles
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attendent vers le bas dans une mesure tell(que les oanaux de communication 19, au point où ils se raccordent aux tubes métalliques 24, restent encore masqués par celles-ci .
De ce fait, on s'oppose non seulement à des passages de gaz entre les parties inférieures des récupérateurs, mais encore à des passages entre les chambres collectrices et de répartition 12 prévues à la base du récupérateur, ainsi qu'entre les ca- naux 19 parcourus par de l'air d'une part, et par du gaz pauvre d'autre part.
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PATENT OF INVENTION "Horizontal chamber oven for the production of coke"
The present invention relates to a horizontal chamber furnace for the production of ooke, comprising vertical heating conduits, as well as recuperators arranged below the chambers, extending in the direction of their length. , and fed substantially vertically.
In known furnaces of this type, a channel is provided which extends under the base of the recuperators, in the direction of the length of the chambers and which, at a determined phase of service, is used to distribute the elements of the fuel not yet assembled (air or air and lean gas) before reaching the recuperators, this channel, in the other phase of the service used to collect the burnt gases leaving the recuperators.
To this end, the channel is continued as far as the longitudinal wall of the furnace and, at this point, is connected by means of a valve with the outside air, in one of the phases of the service.
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vice, or to the gas oanalisation; in the other phase of the service, it is put in communication with the chimney.
In order to obtain a predetermined supply of the recuperator, in the direction of the length of the chambers, throttling members, for example drawers, covering grids, etc., have already been provided between the base of the recuperator and) the channel which serves at the same time as distribution chamber and collecting chamber. However, the throttling which, in a given section of the recuperator, and in a given phase of the service, is exerted on the medium to be heated, also acts on the burnt gases, in the other phase of the service and in the same section of the recuperator. As a result, the possibilities for adjusting the heating ducts and the corresponding recuperator sections are limited.
This is the case for the different types of furnaces, namely for furnaces divided by half, and for twin duct furnaces comprising reheating recuperators and recuperators receiving the burnt gases, alternating in the longitudinal direction of the wall. The same is also true for ovens in which the heating ducts of one heating wall are connected, and by alternating pulling, with the heating ducts of another wall, by means of passages which extend into each other. extend above the furnace chambers provided between said walls.
The object of the present invention is to enable the restriction to be effected separately in the different sections of the recuperator, with regard to the combustion agents to be heated and the flue gases. This object is achieved by the fact that the base of the recuperator, or rather the lower outlet openings of these recuperators, are in communication on the one hand with collecting channels extending in the direction of the length of the recuperator, and intended for burnt gases, and on the other hand with distribution channels separated from them, Also extending in the longitudinal direction
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tudinal of the recuperator, and intended for the combustion agents to be heated.
At the õnction between the two channels and the base of the recuperator, there are provided throttling members distributed over the length of the recuperators, these throttling members possibly being adjustable.
It is also already known to use two separate horizontal channels, to bring the combustion air to the regenerator, as well as to ensure the evacuation of the burnt gases out of the latter, but no means had been provided for. to distribute in a predetermined manner the gases flowing in the recuperator, in the different sections thereof.
A horizontal chamber furnace for the production of colge, in which the invention has been applied, is shown in the accompanying drawings.
In this drawing, FIGS. 1 to 4 relate to a first embodiment, and FIGS. 5 to 8 to a second exemplary embodiment.
Figures 1 and 5 show vertical sections lengthwise of the chambers, and passing through the lower part of a heating wall, a recuperator and the base of the furnace.
Figures 2 and 6 are vertical sections passing through the same parts of the furnace, in the longitudinal direction of the battery, these sections passing through the lines II-II and VI-VI of Figures 1 and 5.
Figures 3 and 7 show, on a larger scale, certain details of Figures 2 and 6.
Figures 4 and 8 are sections in a plane perpendicular to that of Figures 3 and 7, these sections passing through lines IV-IV and VIII-VIII.
In both embodiments, the same references have been used to define the same parts, or corresponding parts.
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The furnace shown is a twin duct furnace with combustion from below, in which the heating ducts belonging to a heating wall, are placed alternately in communication with groups of recuperators arranged to the right and to the left of the heating wall, in the direction of the length of the rooms. However, the invention is equally applicable to all ovens having recuperators disposed below the chambers, and extending lengthwise thereof, for example also to ovens. in which the ducts of a heating wall work in connection with and alternately draw with those of another heating wall, by means of oanalisations passing above the furnace chambers formed between said walls.
The furnace chambers 1 are placed in series, with intermediate heating walls, themselves subdivided into vertical heating ducts. Each heating duct 2 is in communication with a heating duct 3, via an opening provided in its upper part, and forms therewith a pair of heating ducts, or twin ducts. Below each furnace chamber is provided a group of two recuperators 4 and 5 each, which are in communication with the ducts of even number of one of the neighboring heating walls, and with the ducts of odd number. of the other heating wall. The refractory masonry of the furnace is carried by a concrete plate 22 supported by pillars 34, this plate 22 being located above the lower elements 35 of the furnace.
As filling material for the recuperators, bricks such as those shown in particular in Figures 3 and 7, and which are characterized by a subdivision of the capacity of the recuperators, by means of the transverse walls 7 of the bricks, are used. large number of vertical pipes 6 of elongated quadrangular section. Cross walls 7
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generally comprise, at their lower part, desdagements which form horizontal channels 8 extending in the longitudinal direction of the reouperator, between the different rows of bricks. To subdivide the recuperator into different sections, in the longitudinal direction, these clearances are removed at various points.
Furthermore, in the upper layer of the bricks, these transverse walls extend to the highest point of the recuperator chamber, so that continuous partition walls 9 are created which do not prevent not the possibility of emptying the recuperator of its lining, but nevertheless give rise to a sufficiently high resistance to the passage of gases, between the different sections of the recuperator, to prevent a balancing of the pressure which hinders the distribution of combustion agent between these sections.
On the edges of the bricks 10, come to carry, by feet 11, the filling bricks of the lower layer of the recuperator. Horizontal chambers 12 are formed in the bricks 10 which are subdivided, along their length, by lower extensions of the partition walls 9. By means of passages 13 forming grids, formed in the bricks 10, the chambers 12 communicate with the collecting channel 14 for the burnt gases, this channel being connected to the chimney channel 16 by means of the valve 15. Between the chambers 12 and the collecting channels 14, perforated drawers 17 are provided, thanks to which it is possible to regulate the quantity of flue gas passing through each of the different sections of recuperator 18.
By means of channels 19, having outlet orifices 33 in the form of a trumpet, and opening laterally into the chambers 12, these chambers are in communication with the distribution tubes 20 and 21 distributing the air from the fuel and the gas. poor. The lean gas distribution tubes 21 are connected to the main lean gas oanalisation,
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by means of valves 36. The combustion air which enters through the distribution tubes 20 can either be sucked in by means of the draft of the chimney, or else also be led to the pressure furnace.
In the latter case, the adjustment can naturally be carried out more precisely, because a pressure drop in the adjustment elements does not play such a large role. The difference between the two embodiments according to Figures 1 to 4 d 'on the one hand and according to Figures 5 to 8 on the other hand, consists in the fact that the inlet pipes 20 for the air, and 21 for the lean gas, are provided below the concrete support plate 22 in the first case, while according to Figures 5 to 8, these pipes are provided above the concrete support plate 22, and are formed in a layer 23 suitably made of a clay cement.
In both embodiments, there is placed inside the channels 19 formed by metal tubes 24, at their lower part, throttling members 32 in tube which are mounted on the rods 25 and which can be removed and exchanged, by unscrewing the caps 26. There are designated at 27 and 28 the normal gas or strong gas conduits, oriented vertically and ending in the heating conduits 2 and 3, these conduits passing through the separation walls 29 of the recuperator, and connecting to the normal horizontal gas distribution pipes designated at 30 and 31, said pipes, in the first embodiment being located at the inner part of the furnace and in the intermediate layer 23, in the second embodiment.
Interpositions made of sheet metal, placed in the longitudinal walls of the recuperators, and intended to prevent direct communication between them, have been designated at 34 and 35. These t8les consist of a material capable of withstanding the constituents of gases, under the effect of heat, and will for example be made of a chromium-nickel steel. They
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wait downwards to such an extent (that the communication channels 19, at the point where they connect to the metal tubes 24, still remain masked by them.
As a result, not only gas passages between the lower parts of the recuperators are opposed, but also passages between the collecting and distribution chambers 12 provided at the base of the recuperator, as well as between the channels. 19 traversed by air on the one hand, and lean gas on the other.