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" Four à fondre l'acier avec récupérateur, en particulier
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avec rtTpërate-ur métallique, et procède c* exploitation du four,,"
L'invention concerne des fours à fondre l'acier avec récupérateur, en particulier avec récupérateur métallique, pour le préchauffage de l'air comburant, ainsi qu'un procédé d'exploitation de tels fours..
On connaît des fours à fondre l'acier, dont l'unique foyer est divisé en plusieurs compartiments par des exhaus- sements disposés à l'intérieur de la surface du foyer: ces compartimenta peuvent 'être débouchés individuellement, mais
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ils communiquent librement entre eux par dessus les exhaus- sements, ùette conformation du foyer a pour but de réaliser une certaine accumulation de chaleur en maintenant une quan- tité déterminée du bain dans une partie du foyer et d'éviter qu'à chaque coulée une grande quantité de la chaleur se per- de, et qu'après chaque nouveau remplissage,
le four doive être chauffé à nouveau.
D'autre part, on connaît des fours & fondre l'acier à deux foyers, mais dans lesquels on empêche le passage des gaz de l'un des foyers dans l'autre.
Enfin, on connaît aussi des fours à tambours tournants à plusieurs cellules pour la combustion et la fusion de pous- sières, dans lesquels les gaz sortent de l'une des cellules où les poussières sont fondues, sont amenés dans la deuxième cellule où ils sèchent et préchauffent les poussières franche- ment chargées, pour arriver ensuite dans un récupérateur où ils préchauffent l'air frais. L'inversion des cellules s'ef- fectue après achèvement du traitement des poussières dans la première cellule.
A l'encontre des fours à fondre l'acier connus avec ré- cupérateur pour préchauffage de l'air comburant, l'invention consiste essentiellement dans ce que le four comporte deux foyers communiquant entre eux, par un canal traversé par les gaz, et peut être chauffé alt ernativem ent de l'un des ctés et de l'autre. L'avantage de cette conformation du four à fondre l'acier consiste dans l'utilisation totale de la cha- leur pour la fusion et l'affinage,, Comme, en outre, les flam- mes sont toujours dirigées à travers deux foyers situés l'un derrière l'autre, on réalise une chute de la température des gaz de la combustion jusqu'à 1000 6, en nombre rond, de sor- te qu'on peut aussi employer des récupérateurs en acier.
On réalise, en particulier, par l'emploi de récupérateurs en acier, dans une mesure inconnue jusqu'à présent, une notable
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diminution de la durée de la fusion, c'est-à-dire un accrois- sement du rendement du four, attendu que la très précieuse chaleur emportée par les gaz sortant du premier foyer, est utilisée directement pour la préparation et la fusion de la charge suivante dans le second foyer, sans qu'il soit néces- saire de transférer de nouveau dans le four de fusion, le chargement préchauffé de cette manière,.,
Il va de soi que l'on peut ausis préchauffer les gaz de chauffage, de la manière connue, dans les récupérateurs du four,
Sous une forme modifiée de la construction du four à fondre l'acier,
le foyer où se fait la fusion préalable,situe à la suite du foyer principal et chauffé par les gaz sortant de celui-ai, est placé plus haut que le foyer principal et communique avec celui-ci par une rigole de coulée ou par une disposition analogue.
L'avantage de cette conformation du four consiste dans le fait que le foyer principal dans lequel, uniquement, s'ef- fectue le finissage du bain, reçoit toujours une quantité dé- terminée de charge liquide, celle-ci étant toutefois fondue dans le deuxième foyer par les gaz sortant du foyer principal lui-même. De cette manière les deux foyers restent toujours approximativement dans le même état calorifique.
Les avantages du travail avec charge liquide s'ajoutent aux avantages du chauffage avec récupérateurs et l'utilisation des températures de pointes de gaz sortant du foyer principal est encore nota- blement accrue par le mode d'exploitation avec charge liquide, de sorte que l'on obtient un meilleur rendement des ccnlées et que, du fait du maintien des températures du four, on mé- nage aussi d'avantage les matériaux réfractaires.
On connaît déjà, il est vrai, des fours de fusion à deux foyers placés à des hauteurs différentes, mais il ne s'agit pas ici de fours dans lesquels l'air comburant est préchauffé dans des récupérateurs.
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On connait, d'autre part, des fours de fusion à plusieurs 'foyers dans lesquels les foyers se trouvent à des hauteurs différentes et dans lesquels les espaces situes au-dessus des foyers sont complètement séparés les uns des autres par une cloison, tandis que dans le four présenté par l'invention, ses espaces communiquent librement entre- eux.
On connaît encore des fours Martin-Siemens qui compor- tent une ou plusieurs levées dans le foyer, de sorte que celui- ci est divisé en deux ou plusieurs compartiments, qui ont au- dessus d'eux un espace commun, avec lequel tous les comparti- ments communiquent directement. Cette disposition permet de retirer de temps en temps une charge d'acier d'un ou de plu- sieurs compartiments, tandis qu'il reste après la coulée un bain d'acier sur la tôte de l'un ou l'autre de plusieurs des autres compartiments.
Enfin,on connaît.aussi des fours de fusion à plusieurs foyers, dans lesquels une rigole de coulée, comportant un trou de coulée, est disposée entre chaque paire de foyers voisins pour la fusion préalable de charges additionnelles.
Mais la rigole se trouve à la même hauteur que les foyers voisins.
L'objet de l'invention est représenté dans le dessin à titre d'exemple :
La fig. 1 contre une coupe verticale en long à travers un four à fondre l'acier, dont les deux foyers sont disposés à la même hauteur,
La fig. 2 montre un four à fondre l'acier avec un foyer surélevé pour la fuion préalable, en coupe longitudinale.
La fig. 3 montre un four à fondre l'acier avec deux foy- ers principaux et un four de fusion préalable commun, en coupe longitudinale.
Le four représenté par la fig. 1 renferme deux foyers: 1 et 2 communiquant entre eux par un canal 3. Sur chacun des cotés extrêmes se trouvent une tête de brûleur avec des canaux
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@ d'arrivée du vent chaud 4,5 et des conduites de gaz 6,7 ainsi qu'un canal de tirage 8,9, Les canaux de même espèce communi- quent entre eux et débouchent dans les chambres correspondan- tes du récupérateur 10. -,.'Inversion en direction des deux tê- tes latérales s'effectue par les valves 11 pour le vent chaud et 12 pour les gaz brûlés..
Pendant l'opération de la fusion, le vent frais arrive par la conduite 13 dans le récupérateur 10 et parvient en 14 comme vent chaud, par le tiroir ouvert 15, dans le canal 4 de brûleur, tandis que les tiroirs 16 et 17 sont fermés. Le vent chaud arrive dans la tête du brûleur de gauche pour s'y mélan- ger avec le gaz combustible arrivant par la conduite 6. Le canal de départ 8 du foyer 1 est fermé par le tiroir 18 du côté du récupérateur 10 et coupé de la cheminée.
Les gaz comburés dans le foyer 1 passent, à travers le canal de communication 3, dans le foyer 2. où ils échauffent la charge, la fondent et, le cas échéant, en commencent déjà l'affinage. Les gaz comburés partent ensuite par le canal 9, le tiroir 19 étant ouvert, et pénètrent en LO dans le récupé- rateur 10 qui communique aveo la cheminée par le canal 21.
Quand l'affinage de la charge du foyer 1 est achevé et qu'elle est prête à être coulée, l'inversion des positions des tiroirs ouverture des tiroirs 16 , 18 et 17 et fermeture des tiroirs 15, 19 et 22- dirige la chaleur dans le foyer ;:, par la tête de droite jusque ce que ce bain soit prêt. pendant ce temps, le foyer 1 est débouché, charge à nouveau et l'affinage préa- lable y est effectué soue l'action des gaz sortant du foyer 2,, L'inversion se fait ainsi, comme il convient, toujours seule- ment après achèvement de la préparation d'une coulée.
Lorsqu'un four a une marche très chaude et qu'on emploie des récupérateurs en acier, on peut encore introduire de l'air dans les gaz brûlés pour les refroidir avant leur entrée dans le récupérateur 10: dans le cas où l'abaissement de la tempé- rature des gaz brûlés entre le four et le récupérateur en
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acier est insuffisant, on peut aussi, si cela est nécessaire, intercaler entre eux un récupérateur en matériaux réfractai- res, qui fait tomber la température dans la mesure convenable avant l'entrée des gaz dans les chambres en acier.
Comme le montre la fig. 2, le foyer principal 23 est chauffé toujours dans le même sens par le brûleur 24, auquel conduisent les canalisations d'air et de gaz 25 et 26 venant du récupérateur 27. Les gaz de chauffage quittent le foyer 23 par le passage 28 et arrivent au foyer de fusion préalable 29, qui est situé plus haut que le foyer 23. Après avoir cédé la pointe de la chaleur emportée par eux dans le four de fusion préalable 29, lez gaz sortants partent par la conduite 30 vers le ou les récupérateurs pour le gaz et l'air, et de là vont à la cheminée par le canal 31.
Le récupérateur mixte 27, avec ses chambres de chauf- fage 32 pour le gaz et 33 pour l'air qui lui sont amènes par les conduites 34 et 35, peut être disposé au-dessous ou à coté du four, suivant les conditions de la construction. Il va de soi que le préchauffage peut aussi s'effectuer dans des récupérateurs individuels, Le foyer de fusion préalable 29 communique avec le foyer 23, dans leur représentation schématique; par une rigole de coulée 36.
Le foyer de fusion préalable peut être chargé aussi bien par des portes latéra- les que par le haut, travers l'ouverture 37, comme cela est indiqué dans le dessin:
Le four représenté par la fig,.3 comporte deux foyers principaux 38 et 39 et un foyer commun 40 pour la fusion préalable, Dans cette disposition aussi, le chauffage des foyers principaux se fait toujours dans le même sens, en direction du foyer de fusion préalable 40, par les condui- tes de gaz et d'air 41 et 42, et 43 et 44. Les deux foyers principaux 38,39 communiquent avec le foyer de fusion préa- lable 40 par les rigoles de coulée 45 et 46.
Les gaz de chauf- fage quittent le four, après avoir cédé une partie de leur
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chaleur dans le foyer 40, par le passage 47 et les conduites de gaz 48 et 49, allant vers les récupérateurs 50 et 51 our échauffer l'air et le gaz combustible.
On peut, en outre, si les conditions de la construction le permettent, étendre la disposition représentée par la fig.
3, en y ajoutant d'autres foyers disposés en étoile autour du four de fusion préalable 40. Le chargement de celui-ci peut s'effectuer par le coté ou par le dessus,
Le service du four tel qu'il est représenté par les figs. et 3, consiste dans l'affinage terminal et la coulée du bain dans les foyers principaux 23,38,39 dont la charge après la coulée, est prélevée, en tout ou en partie, sous forme liquide, dans le four de fusion préalable. Au lieu d'amener le bain liquide du foyer de fusion préalable dans le foyer principal par des rigoles de coulée, on peut aussi disposer le foyer de fusion préalable de manière à pouvoir le faire basculer et verser,selon le besoin, la quantité désirée de charge liquide..
Le foyer principal ou les foyers principaux de la fig, 3, aussi, peuvent être disposès pour basculer.
La disposition du four représentée par la offre le gram avantage, pour l'exploitation technique, que lorsque des changements et des réfections des foyers principaux ou des récupérateurs sont nécessaires, on peut, sans plus, sépa- rer un foyer principal ou un récupérateur sans arrêter le fonc- tionnement de l'autre foyer principal.
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"Steel melting furnace with recuperator, in particular
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with metallic rtTpërate-ur, and proceeds to operate the furnace ,, "
The invention relates to steel melting furnaces with a recuperator, in particular with a metal recuperator, for preheating the combustion air, as well as to a method of operating such furnaces.
Steel melting furnaces are known, the single hearth of which is divided into several compartments by exhausts arranged inside the surface of the hearth: these compartments can be opened individually, but
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they communicate freely with each other over the exhausts, the purpose of this configuration of the hearth is to achieve a certain accumulation of heat while maintaining a determined quantity of the bath in a part of the hearth and to avoid that at each casting a large amount of heat is lost, and that after each new filling,
the oven must be heated again.
On the other hand, there are known furnaces for melting steel with two hearths, but in which the passage of gases from one of the hearths to the other is prevented.
Finally, rotary drum kilns with several cells are also known for the combustion and melting of dust, in which the gases leave one of the cells where the dust is melted, are brought into the second cell where they dry. and preheat the heavily charged dust, to then arrive in a recuperator where they preheat the fresh air. The inversion of the cells takes place after completion of the dust treatment in the first cell.
Unlike known steel melting furnaces with a recuperator for preheating the combustion air, the invention essentially consists in the furnace comprising two hearths communicating with each other, by a channel through which the gases pass, and can be heated alternately from one side and the other. The advantage of this conformation of the steel melting furnace consists in the total use of heat for melting and refining ,, As, moreover, the flames are always directed through two hearths located one behind the other, the temperature of the combustion gases is reduced to 1000 6, in round numbers, so that steel recuperators can also be used.
One achieves, in particular, by the use of steel recuperators, to an extent unknown until now, a notable
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reduction of the duration of the melting, that is to say an increase in the efficiency of the furnace, since the very precious heat carried away by the gases leaving the first hearth, is used directly for the preparation and the melting of the next load in the second hearth, without it being necessary to transfer again to the melting furnace, the load preheated in this way,.,
It goes without saying that it is also possible to preheat the heating gases, in the known manner, in the recuperators of the furnace,
In a modified form of the construction of the steel melting furnace,
the hearth where the preliminary fusion takes place, located after the main hearth and heated by the gases leaving it, is placed higher than the main hearth and communicates with it by a flow channel or by an arrangement similar.
The advantage of this conformation of the furnace consists in the fact that the main hearth, in which only the finishing of the bath is carried out, always receives a determined quantity of liquid charge, this being however melted in the bath. second hearth by the gases leaving the main hearth itself. In this way the two hotplates always remain approximately in the same calorific state.
The advantages of working with a liquid charge are added to the advantages of heating with recuperators and the use of the peak temperatures of the gas leaving the main furnace is further notably increased by the operating mode with a liquid charge, so that the A better yield of the coils is obtained and that, due to the maintenance of the temperatures of the furnace, the refractory materials are also preserved.
We already know, it is true, melting furnaces with two hearths placed at different heights, but these are not furnaces in which the combustion air is preheated in recuperators.
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We know, on the other hand, melting furnaces with several 'hearths in which the hearths are located at different heights and in which the spaces located above the hearths are completely separated from each other by a partition, while in the oven presented by the invention, its spaces communicate freely with each other.
Martin-Siemens ovens are still known which include one or more levers in the hearth, so that the latter is divided into two or more compartments, which have a common space above them, with which all the compartments communicate directly. This arrangement makes it possible to remove from time to time a load of steel from one or more compartments, while after casting a steel bath remains on the head of one or other of several. of the other compartments.
Finally, there are also known melting furnaces with several hearths, in which a pouring channel, comprising a pouring hole, is arranged between each pair of neighboring hearths for the preliminary melting of additional charges.
But the channel is at the same height as the neighboring homes.
The object of the invention is shown in the drawing by way of example:
Fig. 1 against a vertical section lengthwise through a steel melting furnace, the two hearths of which are placed at the same height,
Fig. 2 shows a steel melting furnace with a raised hearth for the preliminary fuion, in longitudinal section.
Fig. 3 shows a steel melting furnace with two main furnaces and a common pre-melting furnace, in longitudinal section.
The oven shown in FIG. 1 contains two hotplates: 1 and 2 communicating with each other by a channel 3. On each of the extreme sides there is a burner head with channels
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@ arrival of the hot wind 4,5 and of the gas pipes 6,7 as well as a draft channel 8,9, The channels of the same kind communicate with each other and open into the corresponding chambers of the recuperator 10 . - ,. 'Reversal in the direction of the two lateral heads is effected by valves 11 for the hot blast and 12 for the burnt gases.
During the operation of the melting, the fresh wind arrives through line 13 in the recuperator 10 and arrives at 14 as hot wind, through the open drawer 15, in the burner channel 4, while the drawers 16 and 17 are closed. . The hot wind arrives in the head of the left burner to mix there with the combustible gas arriving through line 6. The outlet channel 8 of the stove 1 is closed by the drawer 18 on the side of the recuperator 10 and cut off. the fireplace.
The combustion gases in the hearth 1 pass, through the communication channel 3, into the hearth 2. where they heat the charge, melt it and, if necessary, already begin refining it. The combustion gases then leave through channel 9, with slide 19 open, and enter LO into recuperator 10 which communicates with the chimney through channel 21.
When the refining of the load of hearth 1 is complete and it is ready to be poured, the reversal of the positions of the drawers open drawers 16, 18 and 17 and close drawers 15, 19 and 22 - directs the heat in the hearth;:, by the head on the right until this bath is ready. during this time, the hearth 1 is uncorked, charged again and the preliminary refining is carried out there under the action of the gases leaving the hearth 2 ,, The inversion is thus done, as it should be, always only after completion of the preparation of a casting.
When a furnace has a very hot operation and that steel recuperators are used, it is still possible to introduce air into the burnt gases to cool them before entering the recuperator 10: in the case where the lowering of the temperature of the burnt gases between the furnace and the recuperator in
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steel is insufficient, it is also possible, if necessary, to interpose between them a recuperator made of refractory materials, which drops the temperature to the appropriate extent before the gas enters the steel chambers.
As shown in fig. 2, the main hearth 23 is always heated in the same direction by the burner 24, to which the air and gas pipes 25 and 26 from the recuperator 27 lead. The heating gases leave the hearth 23 through the passage 28 and arrive to the pre-melting furnace 29, which is located higher than the hearth 23. After having transferred the tip of the heat carried by them into the pre-melting furnace 29, the outgoing gases leave through line 30 towards the recuperator (s) for gas and air, and from there go to the chimney by channel 31.
The mixed recuperator 27, with its heating chambers 32 for the gas and 33 for the air which are brought to it by the conduits 34 and 35, can be placed below or next to the furnace, depending on the conditions of the furnace. construction. It goes without saying that the preheating can also be carried out in individual recuperators, the preliminary melting zone 29 communicates with the hearth 23, in their schematic representation; by a pouring channel 36.
The pre-melting furnace can be loaded both through side doors and from above, through opening 37, as shown in the drawing:
The furnace shown in FIG. 3 comprises two main hearths 38 and 39 and a common hearth 40 for the preliminary melting, In this arrangement also, the heating of the main hearths is always done in the same direction, in the direction of the melting zone 40, by the gas and air conduits 41 and 42, and 43 and 44. The two main hearths 38, 39 communicate with the preliminary melting hearth 40 by the pouring channels 45 and 46.
The heating gases leave the oven, after having given up part of their
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heat in the hearth 40, through the passage 47 and the gas pipes 48 and 49, going to the recuperators 50 and 51 to heat the air and the combustible gas.
It is also possible, if the construction conditions allow it, to extend the arrangement shown in FIG.
3, by adding other hearths arranged in a star around the preliminary melting furnace 40. The latter can be loaded from the side or from the top,
The service of the oven as represented by figs. and 3, consists in the final refining and the casting of the bath in the main hearths 23,38,39, the charge of which, after casting, is taken, in whole or in part, in liquid form, in the preliminary melting furnace. Instead of bringing the liquid bath from the preliminary melting hearth into the main hearth through pouring channels, it is also possible to arrange the preliminary melting zone so as to be able to tilt it and pour, as needed, the desired quantity of liquid load.
The main hearth or the main foci of fig, 3, too, may be arranged to tilt.
The arrangement of the furnace represented by the offers the gram advantage, for the technical operation, that when changes and repairs to the main hearths or recuperators are necessary, it is possible, without more, to separate a main hearth or a recuperator without stop the operation of the other main focus.