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" Perfectionnements aux fours à coke à tuyères inférieures"
La présente invention est relative aux fours à coke à tuyères inférieures et, plus particulièrement, aux batteries de fours à coke de ce genre dans les fondations desquels sont ménagés des passages de circulation accessi- bles aux opérateurs et dans lesquels ceux-ci peuvent exécu- ter les réglages des systèmes de distribution des fluides gazeux entrant et sortant des carneaux de chauffage et simi- laires. L'invention concerne'particulièrement les batteries de fours à coke du genre indiqué dans lesquelles l'air des passages ménagés dans les fondations peut circuler libre- ment autour des tuyauteries et des dispositifs régulateurs des courant gazeux dans les systèmes de distribution des fluides combustibles des batteries de fours à coke à tuyè- res inférieures.
L'un des objets de la présente invention est la création de dispositifs perfectionnés pour produire un déplacement continu de l'air des passages ménagés dans les fondations des batteries en vue du maintien, dans ces pas- sages, de températures inférieures à celles qui autrement y
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régneraient, afin de créer ainsi des conditions de travail plus agréables pour les opérateurs surveillant la batterie.
Un autre objet du perfectionnement suivant la présente invention est la création de dispositifs grâce auxquels le but indiqué ci-dessus peut être atteint, en même temps qu'une température sensiblement uniforme est maintenue dans toute la longueur des tuyauteries de distri- bution des fluides combustibles et sur les régulateurs s'y rattachant et destinés à faire arriver les fluides aux différents carneaux de chauffage des batteries.
Un autre objet de l'invention consiste en perfectionnements grâce auxquels les objets précédemment indiqués peuvent être réalisés sans qu'il en résulte une limitation de l'efficacité des carneaux d'écacuation de la batterie, par lesquels les produits de combustion sont rejetés à l'air libre, et grâce auxquels l'atmosphère de parties correspondantes des fondations de la batterie peut etre maintenue à une pression statique sensiblement unifor- me, plus particulièrement dans le cas où certaines dispositions suivant l'invention sont employées dansdes batteries à tuyères inférieures pour puiser l'air de combustion dans les passages de circulation ménagés dans les fondations.
Un autre objet de l'invention consiste en per- fectionnements aux boîtes de distribution pour les fluides combustibles et les produits de combustion destinées aux récupérateurs, permettant de les adapter spécialement aux buts envisagés dans le présent cas et à la réalisation des objets ci-dessus indiqués.
D'autres objets de l'invention consistent en perfectionnements et autres avantages et effets de fonction- nement, tels qu'ils peuvent être obtenus par les procédés et appareils décrits ci-après.
Les objets de l'invention sont réalisés, grâce au présent perfectionnement, en équipant des batteries de fours à coke à tuyères inférieures de multiples orifices d'entrée d'air, ménagés longitudinalement dans les fonda- tions et mis en communication avec une source d'air exté- rieure. L'invention comprend également la disposition de multiples orifices d'évacuation de l'air qui vont desdites fondations à l'air extérieur, tous les orifices d'entrée et de scrrtie de l'air étant de préférence prévus à un niveau de la batterie plus bas que le niveau des tuyauteries de distribution des fluides combustibles, pour faire arriver les gaz combustibles dans les parois de chauffage dans les installations dù l'air des fondations est libre de circuler autour des tuyauteries.
Suivant le mode de réalisation préféré de l'in- vention, lesdits orifices d'entrée d'air communiquent avec une source ou un réservoir qui fournit l'air auxdits orifi- ces à une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique. Les orifices de sortie de l'air des fonda- tions de la batterie de fours à coke, dans le mode de réali- sation représenté en détail sur le dessin annexé, sont mis en communication avec l'air extérieur par des moyens compre- nant un espace d'air, dont un côté est constitué par la maçonnerie d'un côté de la batterie même, tandis que le côté ,ppposé est constitué par une paroi d'arrêt écartée dudit @
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c8té de la batterie et se prolonge longitudinalement par rapport à ce coté dans la galerie de conduite usuelle de la batterie,
et contient les boites de distribution des ré- cupérateurs et les partieé inférieures des montants de carcasse de la batterie,,le haut dudit espace d'air .étant de préférence formé par plusieurs parois de faible longueur disposées horizontalement, qui se trouvent toutes au-dessous du niveau de la sole des chambres de cokéfaction, avec un côté en contact avec le mur de face de la batterie et le côté opposé d'une pièce avec la paroi d'arrêt. les extré- mités finissant aux bords des ailes des montants de car- casse, cette disposition ménageant dans la partie supérieure de cet espace d'air .et de part et d'autre de l'ame de cha- que montant de carcasse en 1 une paire d'ouvertures en communication avec l'air extérieur.
Suivant l'invention, les ouvertures ainsi formées de chaque paire sont reliées séparément à un petit conduit formant cheminée qui se pro- longe vers la partie supérieure d'un côté des montants de carcasse et qui est constitué en soudant par points une bande métallique sur les tranches opposées des ailes des montants de carcasse.
Grâce à cette disposition, l'air refoulé des fondations de la batterie traverse tout d'a- bord les orifices de sortie ménagés au-dessous des tuyaute- ries de distribution des gaz riches, passe ensuite sur les boîtes de distribution des récupérateurs, ce qui augmente sa légèreté et sa tendance à s'élever et à s'échapper à l'air extérieur par les conduits étroits en forme de chemi- nées qui sont formés par une partie des montants de car- casse,
L'invention prévoit également de nouvelles bottes de distribution pour les récupérateurs, bottes qui convien- nent particulièrement à l'usage dans le but envisagé.
Les obturateurs permettant la circulation de l'air de combustion et des produits de combustion dans et hors des canaux de fond des récupérateurs sont disposés au-dessous de la dalle- porteuse de la batterie et peuvent être actionnés à l'inté- rieur des fondations, ce qui permet d'isoler complètement les boites de distribution des passages de circulation sui- vant l'une des caractéristiques de la présente invention, ce qui ressortira plus clairement de la description ci- après, en référence au dessins annexé.
Le dessin annexé montre à titre d'exemple un appareillage et un procédé préférés pour la mise en oeuvre de l'invention, mais il est bien entendu que l'invention ne se limite pas à ces modes de réalisation.
La figure 1 est une coupe verticale transversale mixte d'une batterie de fours à coke à tuyères inférieures du type "Becker" bien connu, munie de .;dispositions perfec- tionnées pour le déplacement de l'air dans les passages de circulation des fondations, suivant le principe de la pré- senteinvention, la coupe A-A étant menée à travers une chambre de cokéfaction, tandis que la coupe B-B est menée à travers une paroi de chauffage voisine.
La figure 2 est une coupe horizontale suivant la ligne II"II de la.batterie suivant la figure 1, avec par- ties arrachées.
La figure 3 est une élévation avec parties en coupe suivant la ligne III-III de la figure 4.
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La figure 4 est une vue à plus grande échelle d'une partie de la figure 1.
La figure 5 est une vue à plus grande échelle similaire à celle de la figure 3, avec la conduite princi- pale des gaz pauvres supposés enlevée et montrant la disposition d'une rangée de nouvelles bottes de circulations pour les récupérateurs, employées dans le but envisagé.
La figure 6 est une coupe verticale à, plus grande échelle menée par un orifice d'entrée d'air d'une . botte de distribution pour récupérateur perfectionnée sui- vant l'invention.
La figure 7 est une vue en plan à plus grande échelle montrant des détails du dispositif de commande des bottes de distribution pour les récupérateurs.
Les mêmes chiffres de référence désignent les mêmes éléments sur toutes les figures du dessin.
La batterie de fours à coke à tuyères inférieu- res représentée sur le dessin est constituée par des fours à coke à tuyères inférieures du type Becker bien connu et comprend de nombreuses caractéristiques de ce four qu'il n'est pas nécessaire¯de décrire en détail dans le présent cas, Gtant donné que les avantages du perfectionnement sui- vant l'invention peuvent être réalisés en combinaison avec des batteries de fours à coke à tuyères inférieures ayant d'autres caractéristiques de construction et'ne dépendent pas uniquement de caractéristiques spéciales dans la cons- truction des fours.
Les chambres de cokéfaction 10 de la batterie représentée alternent suivant la longueur de cette batterie avec des parois de chauffage 11, dans lesquelles sont ménagés des carneaux de chauffage 12 dispoéés vertica- lement, qui sont mis en communication par groupes avec des carneaux de chauffage correspondants ménagés dans une paroi de chauffage voisine, par l'intermédiaire d'un conduit transversal 13 qui passe par-dessus la chambre de cokéfac- tion intermédiaire de la manière bien connue.
Les orifices opposés de la chambre de cokéfaction 10 sont fermés hermé- tiquement par une porte amovible 14 et la maçonnerie de cha- que paroi de chauffage 11 est maintenue en place par un montant de carcasse 15 prévu à chaque extrémité, chaque mon- tant étant constitué par un poteau robuste de profil en I, fixé par son extrémité inférieure aux poutres 16 qui por- tent le béto de la dalle-porteuse 17 usuelle de la batte- rie. L'extrémité supérieure de chaque montant 15 est reliée à l'extrémité supérieure d'un montant similaire, prévu à l'extrémité opposée de chaque paroi de chauffage, par un tirant boulonné 18, qui s'étend èn travers du dessus de la batterie.
Au-dessms des chambres de cokéfaction et des parois de chauffage voisines contenant les carneaux sont disposés les récupérateurs et les canaux de fond s'y ratta- chant, et chaque carneau de chauffage d'une paroi de chauf- fage est relié séparément dans sa partie inférieure, par un conduit de faible longueur, à la partie supérieure d'un vaste récupérateur 19, qui peut être relié par un ou deux canaux de fond 20 à une botte de distribution 21 suivant l'invention, par laquelle le récupérateur 19 peut être ali- menté à volonté et par intermittence, soit avec de l'air de
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combustion venant des ondations 22, soit, pour le fonction- nement combiné du four, avec du gaz pauvre, par exemple du gaz de hauts-fourneaux ou du gaz de gazogène,
venant de la conduite principale 23, disposée au°dessus du canal d'é- vacuation 24. Les boites de distribution 21 pour les récu- pérateurs sont également disposées pour permettre alter- nativement l'admission d'un fluide combustible dans un récu- pérateur 19, ou pour conduire les produits de combustion de ce récupérateur dans le canal d'évacuation 24, d'où les gaz passent dans la cheminée usuelle de la batterie (non représentée).
Chaque carneau des parois de chauffage est également relié par sa partie inférieure, et par un conduit de faible longueur, à la partie supérieure d'un petit récu- pérateur 25 qui s'étend le long du vaste récupérateur 19 et qui est également alimenté par son canal de fond propre
20, dont l'extrémité extérieure communique avec une boîte de distribution 26 suivant l'invention,disposée pour permettre alternativement l'entrée, dans le récupérateur, de l'air de combustion venant des fondations de la batterie, et la portie des produits de combustion dans le canal d'évacua- tion.
Pendant les périodes où la batterie représentée fonctionne comme "four à coke", les carneaux de chauffage étant alors chauffés avec du gaz combustible riche, non chauffé en récupérateur, ce gaz est introduit dans les par- ties inférieures des carneaux de chauffage en quantités séparément dosées par les conduits 27 des tuyères inférieu- res, prévus séparément pour chaque carneau et ménagés dans les cloisons de séparation 28 des récupérateurs qui se trou- vent directement au-dessous des parois de chauffage 11.
ce gaz riche est introduit dans les carneaux de chauffage en venant de la conduite principale 29, qui communique par un obturateur 30 avec chaque conduit distributeur de paroi 31 s'étendant en travers de la batterie représentée dans une disposition sensiblement parallèle avec la paroi de chauf- fage disposée au-dessus, chacun de ces conduits 31 étant relié à tous les carneaux de chauffage de la paroi corres- pondante par des tubulures convenables 32 qui se raccordent à leur extrémité supérieure aux extrémités inférieures des conduits de maçonnerie 27.
Dans chacune de ces tubulures est intercalé un dispositif régulateur du courant gazeux rempla- çable, grâce auquel la quantité de gaz combustible riche distribuée dans chaque carneau de chauffage peut être dosée d'après sa position dans la paroide chauffage,
La maçonnerie de la batterie représentée repose, ainsi qu'il a été dit, sur une dalle-porteuse 17 en béton qui, à son tour, est directement portée par des poutres 16 en I, disposées longitudinalement, et par des poutres en 1 plus puissantes 33, disposées transversalement, ces derniè- rés reposant sur des colonnes alignées 34, grâce auxquelles l'ensemble de la batterie est maintenu à une hauteur suffi- sante au-dessus des passages de circulation des fondations
22 de la batterie pour permettre aux opérateurs d'accéder commodément à toutes les parties.
La conduite principale de gaz pauvre 23, le canal d'évacuation 24 et les boîtes de distribution 21, 26 des récupérateurs, pour l'ensemble de la batterie, sont disposés sur un seul côté de cette batterie à un niveau inférieur à celui de la plate.*forme 35 du palier prévu sur le côté du chariot-poussoir, palier qui, avec ses colonnes extérieures, constitue la galerie de circulation usuelle 36 qui court le @
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long d'un côté de la batterie des fours à coke.
Pendant le chauffage de la batterie, les fluides combustibles et les produits de combustion entrent dans les récupérateurs et en sortent uniquement par le côté du chariot-poussoir de la batterie, de sorte que la galerie de circulation 38, prévue sur le côté de la sortie du coke de la batterie, n'abrite aucune boîte de $dirculation pour les récupéra - teurs. Les galeries 36, 38 sont chacune fermées complète- ment par des murs d'extrémité et un mur latéral, et le long de ce dernier sont ménagés des ouvertures ? persiennes 37 pour régler l'entrée de l'air extérieur dans les galeries.
Celles-ci sont reliées entre elles aux deux extrémités par des galeries similaires qui s'étendent en travers de la batterie au-delà des murs 39, qui portent la maçonnerie aux deux extrémités. Grâce à cette disposition, on obtient une galerie fermée qui contourne sans solution de continuité l'ensemble de la batterie. Des portes prévues aux extrémi- tés de la galerie 36 prévue sur le côté du chariot-poussoir ce quipermet aux opérateurs de pénétrer à l'intérieur.
Au niveau des fondations de la batterie, les murs d'extrémité 39 sont percés d'ouvertures de passage 40 qui sont fermées par des portes étanches 41 formant sas, ce qui permet aux opérateurs d'entrer par ces ouvertures sans qu'il en résulte une perte ou une réduction sensibles du courant d'air.
Les boîtes de distribution 21,26 des récupéra- teurs sont fixées par des supports à la maçonnerie et au béton de la partie supérieure des parois du canal d'évacua- tion 24. Elles ont essentiellement un profil en L, dont la branche verticale est divisée à l'extrémité inférieure en deux branches 42, 43. La première communique avec le canal d'évacuation et contient, monté pivotant sur ses parois, un papillon 44 que l'on peut faire tourner à partir des fondations de la batterie à l'aide d'une manivelle 45, pour régler le libre passage de cette branche 42, tandis que la branche 43 débouche dans l'espace ménagé dans les fondations et est destinée à puiser dans ces fondations de l'air de combustion pour le chauffage de la batterie. La branche horizontale des boîtes de distribution communique avec un canal de fond 20 des récupérateurs.
Les branchés
42, 43 des boîtes sont toutes munies, au même niveau au- dessous de la dalle-porteuse de la batterie, d'obturateurs
46, 47, dont le premier commande la section de passage de la branche allant au canal d'évacuation, tandis que le second commande d'une manière similaire l'ouverture à tra- vers laquelle la branche 43 reçoit l'air venant des fonda- tions. Les obturateurs 46,47 sont montés sur des axes sépa- rés 48, 48a, et ces axes sont reliés entre eux par un sys- tème de leviers de telle manière que les clapets obtura- teurs correspondants puissent pivoter simultanément pour occuper les positions ouverte ou fermée dans les conduits respectifs 42, 43.
Ce mouvement de pivotement est produit par la machine d'inversion du fonctionnement de la batterie (non représentée), qui agit par l'intermédiaire du levier
49 et la tige d'inversion 49b qui s'y rattache.
Les boîtes de distribution 21 des récupérateurs qui, ainsi que le montre clairement la figure 5, se ratta- chent au. grand récupérateur 19, sont munies de dispositifs permettant d'introduire seit du gaz pauvre soit de l'air de combustion. Dans le premier cas, ces boites sont mises en communication avec une conduite 50, par l'intermédiaire
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de laquelle on introduit dans les récupérateurs du gaz pau- vre venant de la conduite principale 23. L'obturateur de la conduite 50 du gaz pauvre peut être ouvert ou fermé à l'aide dun câble venant de la machine d'inversion du fonc- tionnement de la batterie et actionnant le levier de com- mande 52 de l'obturateur.
A l'aide d'un dispositif d'accou- plement, constituant un dispositif auxiliaire du système de leviers pour la commande des obturateurs 46,47 des boî- tes de distribution 21, un arbre 48a peut être facilement désaccouplé de la commande par ce système de leviers de sorte que, lorsqu'on introduit dans les récupérateurs non pas de l'air de combustion, mais du gaz pauvre, les obtura- teurs à air 47 se trouvent avec certitude dans leur position fermée dans les fondations de la batterie et ils peuvent être bloqués dans cette position par une vis 49a qui, par sa rotation, peut arriver en prise avec le corps d'un obtu- rateur fermé et le maintient sur son siège. La vis 49a est montée rotativement dans l'une des nervures 50a qui servent à régler la section de passage effective de l'orifice d'en- trée d'air dans les boîtes de distribution.
D'après le mode de réalisation de l'invention représenté sur le dessin, le réservoir fournissant l'air aux orifices d'entrée d'air des fondations 22 est constitué par un large canal 53 qui,se prolonge sur toute la longueur du coté de la sortie du coke de la batterie et occupe la plus grande partie de l'espace directement au-dessous de la galerie 38 de ce côté. Ce canal est formé par des cloi- sons intérieure et extérieure en béton 54, 55, cette dernière servant également de paroi latérale des f on dations. Une courte cloison 56 ferme hermétiquement une extrémité du canal 53 et, ainsi que le montre clairement la figure 2, l'extrémité opposée dudit conduit augmente quelque peu de largeur et, au point d'entrée dans l'espace élargi 57, l'axe est légèrement coudé en direction du corps de la bat- terie.
Un canal similaire 58, plus court, s'étend le long de la paroi d'extrémité voisine 39 de la batterie et se trouve en communication avec l'espace élargi 57 sous un angle à peu près -droit par rapport au canal 53 et ces canaux
53, 58 ainsi que l'espace 57 se trouvent sensiblement au même niveau horizontal. A l'extrémité voisine de la galerie
36, sur le côté du chariot-poussoir de la batterie, le canal
58 de faible longueur est relié, par une ouverture à per- siennes 59 ménagée dans la paroi d'extrémité 60, à l'inté- rieur de la galerie 36, dans un but qui sera décrit en détail ci-après.
Les ouvertures à persiennes 61, 62, ménagées dans les parois extérieures de l'espace élargi 57, permettant d'aspirer dans cet espace de l'air extérieur, et ce par l'in- termédiaire d'un ventilateur 63 actionné par un moteur élec- trique 64 par l'intermédiaire d'une courroie d'entraînement.
Ce ventilateur est placé à l'extrémité ouverte du canal 53, dans le voisinage du point où sa paroi se prolonge dans l'es- pace 57. Le ventilateur représenté est du type muni d'une hélice d'avion, mais il est bien entendu qu'on peut prévoir un type quelconque de compresseur d'air destiné à refouler l'air extérieur dans le canal 53. D'après le dessin, le moteur 64 et le ventilateur 63 sont disposés pour aspieer l'air extérieur à travers les ouvertures 61 ou 62 et pour refouler cet air dans le canal 53 à une pression supérieure à la pression atmosphérique.
Le type de ventilateur à hélice est préféré à cause du large espace libre entre ses pales, ce qui permet, sans enlever le ventilateur, un ronctionne-
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ment par tirage naturel, pour le déplacement de l'air dans les fondations d'une baterie de fours à coke.
Au-dessous du niveau des tuyauteries 31 pour la distribution des gaz combustibles, et en des points espacés le long de la paroi 55 du canal 53, les ouvertures de passage 22 de la batterie communiquent avec ce canal par des orifices d'entrée d'air 66 qui sont munis chacun- de volets 67 à l'aide desquels la section de passage de ces orifices peut être réglée à volonté. Par ces orifices d'entrée d'air, l'air en excédent (et à la pression atmos- phérique) du canal 53 peut donc être régulièrement réparti sur des points des fondations de la batterie, afin que cet air circule transversalement sous forme de plusieurs courants de pression et de vitesse sensiblement égales.
Afin que l'air introduit dans les fondations de la batterie par les orifices 66 ne soit pas court-cir- cuité pour s'échapper, par exemple, dans la galerie 38, par l'intervalle entre les extrémités des poutres 33 en I, et la partie supérieure de la cloison de canal 55, des .plaques d'obturation 68 sont disposées sur toute la lon- gueur du coté sortie du coke de la batterie.
Ces plaques sont fixées par leurs bords supérieurs sur l'une des pou- tres 16 en I portant la batterie et leurs bords inférieurs sont scellés dans une gorge ménagée dans le dessus de la paroi de béton 55, à peu près comme le montre la figure 1, les passages 22 des fondations étant ainsi hermétiquement séparés de la galerie 38.les extrémités des fondations sont rendues étanches, pour éviter les fuites et les court- circuits par contact du mur d'extrémité avec le béton de la dalleporteuse 17.
Sur le côté du chariot-poussoir de la batterie, une partie de l'espace usuel de la galerie en est séparée par une cloison d'arrêt 69 qui-:se prolonge sur toute la longueur de la batterie et forme entre 1''espace restant de la galerie et la maçonnerie de ce côté de la batterie un canal intermédiaire 70 qui contient la partie inférieure des montants de carcasse,et'les boites de distribution 21, 26, des récupérateurs (sauf les parties des premières desti- nées à régler l'arrivée du gaz pauvre dans les récupérateurs) La cloison d'arrêt 69 peut etre construite avec un matériau convenable non inflammable, tel que, par exemple, le carton dit "Transite".
Les côtés et les extrémités du canal inter- médiaire 70 sont séparés hermétiquement de l'air extérieur, tandis que le fond communique avec les fondations de la batterie, de sorte que l'air venant de ces fondations peut pénétrer librement dans ce canal. Le bord inférieur de la cloison d'arrêt se trouve en contact étanche avec la surfa- ce supérieure du béton massif formant le dessus du canal d'évacuation 24, et la partie supérieure verticale est main- tenue dans le voisinage des ailes extérieures des montants de carcasse 15, par les poutres qui portent le palier sur le côté du chariot-poussoir.
(Dans la figure 1, cette partie supérieure de ladite cloison d'arrêt est représentée écartée d'une faible distance des montants de carcasse mais, lorsque la batterie se trouve en pleine dilatation, la cloison d'ar- rêt est en contact avec les ailes des montants). Un prolonge- ment supérieur de la cloison d'arrêt 69, qui se trouve au- dessus du pavé du palier 71 prévu sur le côté du chariot- poussoir, est constitué par une bande continue de plaques en carton "Transite" 72, qui se prolonge sur toute la longueur ,le la batterie et est portée par les ailes extérieures des
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montants de carcasse.
Les bords supérieurs de ces plaques se trouvent en contactavec les parties verticales des plaques de tablier 73, qui s'étendent vers l'extérieur et vers le bas en partant des soles des fours. Une petite plaque amovible 74 ferme une ouverture ménagée dans une plaque 72 et permet d'accéder à un trou de visite 75 des récupérateurs.
La partie supérieure du canal intermédiaire 70 est formée par des bandes 76 en carton "Transite" disposées verticalement, une de ces bandes étant disposée à une fai- ble distance au-dessous de chacune des plaques de tablier le long du coté du chariot-poussoir de la batterie. Ces ban- des 76 recouvrent chacune une ouverture limitée par la maçonnerie de la batterie, une plaque 72 et les bords des ailes des montants de carcasse voisins.
Elles sont portées par des sections de cornières en L 70, qui sont soudées par points sur les tranches des ailes des montants de car- casse, et leurs extrémités se terminent sur les tranches des montants, ménageant ainsi à chaque extrémité une ouverture relativement étroite 78 (fig. 3), qui constitue l'orifice d'entrée d'une cheminée de montant 79, elle-même formée par des points de soudure entre une plaque métallique 80 et les tranches des ailes des montants qui se trouvent sur le même côté. Les plaques métalliques 80 se prolongent de préférence verticalement le long d'un montant 15 jusqu'en un point au-dessus d'un orifice de chambre de coke faction.
Grce à la disposition décrite, les courants d'air circu- lant de bas en haut à travers le canal intermédiaire 70, tout autour des boîtes de distribution logées dans ce canal, et le long de la maçonnerie des côtés de la batterie, arri- vent éventuellement en contact avec les bandes 76 en carton "Transite", et ils sont ainsi déviés vers l'intérieur des cheminées de montants 79, qu'ils suivent de bas en haut jusqu'à ce qu'ils s'échappent à l'air libre aux sommets 81 des cheminées de montants.
Le pavage 82 de la galerie 38 constitue le pla- fond du canal 53, et dans ce plafond sont ménagées sur toute la longueur des ouvertures circulaires 83, fermées par des plaques amovibles 84 qui peuvent être remplacées, dans un but décrit plus loin, par des plaques de fermeture formées dune grille métallique.
En conséquence des températures élevées trans- mises à travers la maçonnerie de fours à coke, la chaleur pénètre à travers la dalle-porteuse dans les passages de circulation ménagés dans les fondations des fours à coke à tuyères inférieures, et dans ces passages s'établissent des températures qui incommodent les opérateurs, à moins que l'air chauffé soit déplacé par de l'air plus froid à une vitesse suffisamment élevée pour éliminer la chaleur et pour permettre le maintien de températures de travail facilement supportables.
Cependant, il ne convient pas de déplacer simplement l'air chauffé des fondations en l'aspirant dans les récupérateurs et en l'employant en vue de la combustion dans la batterie, étant donné que la vitesse d'aspiration de l'air est limitée aux conditions de la combustion qui sont insuffisantes pour adoucir les conditions de travail de sorte que ce procédé doit être amplifié par d'autres moyens.
Si l'augmentation est obtenue par introduction de plus grandes quantités d'air plus froid dans les passages de circulation des fondations, et ce à travers une ouverture unique, à l'aide d'un ventilateur aspirateur ou d'une souf-
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flerie, il en résulte des inconvénients, plus particulière- ment dans les batteries dans lesquelles l'air entrant peut circuler librement autour des conduites principales
31 pour la distribution des gaz combustibles, étant donné que les tuyauteries voisines, ou leurs parties qui se trouvent directement exposées au courant de circulation du volume total de l'air plus froid, peuvent être intempesti- vement refroidies aux points qui se trouvent dans le voisi- - nage de l'ouverture d'entrée d'air.
Il en résulte que les gaz combustibles distribues par ces tuyauteries, ou par des parties de ces tuyauteries, sont refroidis au-dessous du point de condensation de ce:tains de leurs constituants plus facilement condensables. Des constituants condensables ont alors tendance à se déposer dans les ouvertures étroites des régulateurs du courant gaeux pour la distribution entre ces tuyauteries 31 et les conduits 27 des tuyères inférieu- res, pour l'alimentation séparée des carneaux de.chauffage, de sorte qu'il en résulte une modification du calibrage, ce qui conduit à une perturbation dans l'uniformité de chauf rage, obtenue par d'autres moyens le long des parois de chauffage de sorte qu'une surveillance continuelle est nécessaire.
De plus l'air entrant et sortant des fondations de la batterie par une ouverture unique fait naître un mouvement de turbulence et des tourbillons dans l'air des fondations, ce qui fait continuellement ou par intermit- tence changer l'orientation des courants. Il en résulte que l'air peut être relativement stagnant dans certaines par- ties des fondations de la batterie, tandis que d'autres parties sont traversées par des courants inutilement agités.
Dans les batteries qui sont équipées pour aspirer l'air de combustion dans les fondations, les variations conti- nuelles de la pression statique de l'atmosphère des fonda- tions, en amont des orifices d'entrée des boites de distri- bution des récupérateurs, contrarie continuellement la cir- culation de l'air de combustion en direction des carneaux de chauffage et porte préjudice à l'uniformité continue du chauffage.. D'autre part, le fait de déplacer l'air des fondations à.l'aide d'un ventilateur -aspirateur a tendance à maintenir dans ces fondations une pression d'air quelque peu inférieure à la pression atmosphériqué, ce qui réduit l'efficacité en hauteur d'une cheminée existante pour éva- suer les produits de combustion à l'air libre.
Dans le mode de réalisation préféré suivant la présente invention, le ventilateur destiné à déplacer l'air dans les fondations des batteries à tuyères inférieures est disposé de telle manière que cet air.soit refoulé avec des pressions supé- rieures à la pression atmosphérique, en vue d'augmenter l'efficacité de la cheminée.
Sous ce rapport, il x a lieu de faire mention de la possibilité d'emploi, en combinaison avec le moteur d'entraînement du ventilateur, de moyens de commande qui sont sensibles aux variations de la pression de l'air extérieur, afin que le ventilateur puisse toujours refouler dans les fondations des quantités variables d'air telles que, sans tenir oompte.de l'humidité de l'air exté- rieur, elles maintiennent les pressions à l'intérieur des fondations continuellement exigées pour établir un poids d'air ou d'oxygène uniforme destiné à être introduit dans les récupérateurs pendant un intervalle de temps donné,ce qui assuré une régularité continuelle du chauffage de la batterie d'un jour à.l'autre.
Dans le fonctionnement de la batterie précédem- ment décrite, dans laquelle les passages de circulation des fondations ne sont pas en communication directe avec l'air extérieur, ou avec les galeries 36, 38, les persiennes 61,
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62 de l'espace élargi 57 sont suffisamment ouvertes pour permettre au ventilateur 63 d'aspirer de l'air extérieur dans ledit espace, et de refouler cet air dans le canal 53 à une pression supérieure, à une vitesse de préférence trois fois supérieure à celle nésessaire à la combustion dans les carneaux de chauffage de la batterie.
En circulant le long de ce canal 53, cet air est distribué.en des points -espacés dans les passages 22 des fondations, à travers des volets réglettes 67 des ouvertures dentrée d'air 66 du canal 53, et cet air distribué circule dans'les passages en direction du côté opposé de la batterie sous forme de courants juxtaposés ayant sensiblement la même vitesse et des pressions correspondantes par un réglage approprié des volets des ouvertures 66, ce qui a pour effet de déplacer avec une vitesse sensiblement égale dans toutes les parties de la batterie l'air chaud des passages des fondations par de l'air plus froid venant de l'extérieur.
Par suite de la disposition des ouvertures 66 par rapport aux tuyau- teries 31 conduisant le gaz combustible, et de l'orientation des persiennes 67 vers le bras, l'air entrant, plus froid et ayant une densité.plus grande; a tendance à descendre vers le sol des passages et de circuler au ras de ce sol, ainsi que l'indiquent les flèches, sans arriver en contact avec les tuyauteries 31 ou sans les refroidir notablement.
Grâce à la disposition suivant l'invention, les courants. d'air de refoulement et de refroidissement qui entrent ont donc tendance à suivre des trajets de circulation le long du niveau inférieur des fondations de la batterie, où ils sont nécessaires pour assurer le bien-être physique des opérateurs.
liais, comme conséquence de la diffusion et du rayonnement de la chaleur par la dalle-porteuse de la batterie, l'air entrant augmente quelque peu de température au fur et à mesure qu'il traverse la batterie et a donc tendance à s'élever vers les ouvertures de sortie prévues sur le e8té opposé de la batterie, une partie de cet air retournant le long des tuyauteries de distribution 31 en contre-courant par rapport à l'air plus froid circulant au ras du sol, agant de rejoindre et de se mélanger avec les courants de l'air froid entrant, ainsi que l'indiquent sché- matiquement les flèches de la figure 1.
De cette façon, la disposition suivant l'invention constitue un moyen pour déplacer et refroidir des couches d'air de températures différentes, venant d'une source unique, à travers les fon- dations de batteries à tuyères inférieures, la couche ayant la température la plus basse se trouvant au ras du sol, au grand avantage des opérateurs, tandis que les couches les plus chaudes circulent le long et autour des tuyauteries 31 conduisant le gaz combustible, évitant ainsi la condensa- tion de constituants de ce gaz distribué par ces tuyauteries, et maintenant en même temps les gaz à une température rela- tivement uniforme d'un bout à l'autre dans toute l'étendue des fondations de la batterie.
Après avoir traversé les fon- dations l'air réchauffé s'élève et passe par les ouvertures de sortie 85 prévues dans le voisinage des obturateurs 47 pour l'admission d'air, et se dirige vers les boites de distribution des récupérateurs, où environ un tiers de cet air en circulation est prélevé et conduit dans lesdites boites, pour servir à la combustion pour le chauffage de la batterie. Les deux tiers restants de l'air en circulation balaient les boîtes de distribution chaudes qui conduisent des produits de combustion chauds vers le canal d'évacua- tion 24, de sorte que ces deux tiers sont réchauffés et ren- dus plus léggrs.
Ce fait augmente leur tendance à s'élever dans le canal 70 et dans les différentes cheminées 79 des montants de carcasse, par lesquelles l'air réchauffé est
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évacué à l'air libre en des points situés au-dessus des portes des fours à coke.
Pendant les grandes chaleurs, il est préférable d'employer de l'air extérieur exclusivement comme source servant au but envisagé. Hais lorsque le temps est doux ou froid, il convient et il est souhaitable d'employer un mélange d'air extérieur avec de l'air ayant été préalable- ment quelque peu chauffé dans les passages de circulation, ou d'emplover de l'air prélevé uniquement dans ces passa- ges.
Une proportion quelconque préférée de l'air introduit dans le canal 53 peut être prélevée sur ces deux sources par un réglage approprié de la section de passage entre les volets 61, 62; par lesquels l'espace élargi 57 est en commu- nication avec l'air extérieur, et entre les persiennes 59,
86, par lesquelles les galeries des deux côtés de la batte- rie peuvent être reliées à un canal plus court 58 qui débou- che lui-même dans l'espace 57 en amont du ventilateur 63.
Grâce à la disposition décrite suivant l'inven- tion, on peut réaliser des effets avantageux dans le refroi- dissement des fondations de la batterie, sans qu'il soit nécessaire d'employer un ventilateur ou un autre compresseur d'air. Par exemple l'effet de cheminée et de thermo-siphon qu'on peut produire dans le système, en chauffant l'air dans le canal 70 sous l'action du rayonnement et de la con- vection des bottes de distribution chaudes, peut être em- ployé seul pour aspirer l'air extérieur ou l'air des gale- ries 38, et ce par le remplacemeht des plaques pleines 84 des ouvertures circulaires 83, par des grilles, ouvrant dans le canal 53, cet air étant ensuite distribué à travers les fondations de la batterie sans qu'il soit nécessaire de prévoir à cet effet des appareils actionnés par des moteurs.
Mais, manifestement, dans ce dernier procédé de fonctionnement, les avantages précédemmen t indiqués et provenant de l'emploi d'un excèdent d'air de pression atmos- phérique, ne sont pas réalisables.
Bien entendu, sans s'écarter du principe de l'invention, on peut imaginer des variantes du mode de réa- lisation décrit.
- R N S U ? E -
Batterie de fours à coke à tuyères inférieures montée sur des fondations dans lesquelles sont ménagés des passages de circulation pour les opérateurs et comportant des dispositifs permettant de faire circuler l'air et de régler ainsi la température des passages de circulation, cette batterie étant caractérisés par les points suivants, pris séparément ou en combinaison :
1.
Un canal est mis en communication avec ces passages de circulation par des orifices répartis sur toute la longueur de ce canal et, en un point écarté de ce canal, sur le cote opposé des passages des fondations, plusieurs orifices de sortie relient ces passages à l'air extérieur indépendamment des conduits de circulation des fluides com- bustibles de la batterie, ] !en combinaison avec un dispositif compresseur d'air prévu pour refouler de l'air dans ce canal à une pression supérieure à la pression atmosphérique.
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"Improvements to lower-nozzle coke ovens"
The present invention relates to coke ovens with lower nozzles and, more particularly, to batteries of coke ovens of this type in the foundations of which circulation passages are provided which are accessible to the operators and in which the latter can execute them. ter the settings of the distribution systems for gaseous fluids entering and leaving the heating flues and the like. The invention relates particularly to coke oven batteries of the kind indicated in which the air from the passages in the foundations can circulate freely around the pipes and the devices for regulating the gas streams in the systems for distributing the combustible fluids of the foundations. lower nozzle coke oven coils.
One of the objects of the present invention is the creation of improved devices for producing a continuous movement of the air from the passages formed in the foundations of the batteries with a view to maintaining, in these passages, temperatures lower than those which otherwise. y
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prevail, in order to create more pleasant working conditions for the operators supervising the battery.
Another object of the improvement according to the present invention is the creation of devices by which the object indicated above can be achieved, at the same time that a substantially uniform temperature is maintained throughout the entire length of the piping for the distribution of combustible fluids. and on the regulators attached to it and intended to bring the fluids to the various heating flues of the batteries.
Another object of the invention consists of improvements by means of which the objects indicated above can be achieved without resulting in a limitation of the efficiency of the battery exhaust flues, by which the combustion products are discharged into the air. free air, and whereby the atmosphere of corresponding parts of the coil foundation can be maintained at a substantially uniform static pressure, more particularly in the case where certain arrangements of the invention are employed in lower nozzle coils for draw combustion air from circulation passages in the foundations.
Another object of the invention consists of improvements to the distribution boxes for the combustible fluids and the combustion products intended for the recuperators, allowing them to be specially adapted to the aims envisaged in the present case and to the achievement of the above objects. indicated.
Other objects of the invention consist of improvements and other advantages and effects of operation, as may be obtained by the methods and apparatus described below.
The objects of the invention are achieved, thanks to the present improvement, by equipping batteries of coke ovens with lower nozzles with multiple air inlet openings, provided longitudinally in the foundations and placed in communication with a source of air. outside air. The invention also comprises the provision of multiple air exhaust ports which extend from said foundations to the outside air, all of the air inlet and outlet ports preferably being provided at a level of the battery. lower than the level of the combustible fluid distribution pipes, to bring the combustible gases into the heating walls in the installations where the air in the foundations is free to circulate around the pipes.
According to the preferred embodiment of the invention, said air inlet ports communicate with a source or a reservoir which supplies air to said ports at a pressure slightly above atmospheric pressure. The air outlets of the foundations of the coke oven bank, in the embodiment shown in detail in the accompanying drawing, are communicated with the outside air by means including an air space, one side of which is formed by the masonry of one side of the battery itself, while the side, ppposed, consists of a stop wall spaced from said @
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side of the battery and extends longitudinally with respect to this side in the usual battery duct gallery,
and contains the distribution boxes of the recuperators and the lower parts of the casing posts of the battery, the top of said air space being preferably formed by several walls of short length arranged horizontally, all of which lie at the top of said air space. below the floor level of the coking chambers, with one side in contact with the front wall of the coil and the opposite side of a room with the stop wall. the ends ending at the edges of the wings of the carcass uprights, this arrangement leaving in the upper part of this air space. and on either side of the web of each carcass upright in 1 a pair of openings in communication with the outside air.
According to the invention, the openings thus formed of each pair are separately connected to a small duct forming a chimney which extends towards the upper part of one side of the carcass uprights and which is formed by spot welding a metal strip on the opposite sides of the wings of the carcass posts.
Thanks to this arrangement, the air discharged from the foundations of the coil first passes through the outlet openings made below the rich gas distribution pipes, then passes to the distribution boxes of the recuperators. which increases its lightness and its tendency to rise and escape to the outside air through the narrow ducts in the form of chimneys which are formed by part of the carcass uprights,
The invention also provides novel distribution boots for recuperators, which boots are particularly suitable for use for the intended purpose.
The shutters allowing the circulation of the combustion air and the combustion products in and out of the bottom channels of the recuperators are arranged below the base of the battery and can be actuated inside the foundations. , which makes it possible to completely isolate the distribution boxes from the circulation passages according to one of the characteristics of the present invention, which will emerge more clearly from the description below, with reference to the accompanying drawings.
The appended drawing shows, by way of example, a preferred apparatus and method for implementing the invention, but it is understood that the invention is not limited to these embodiments.
Figure 1 is a mixed cross-sectional vertical section of a battery of lower-nozzle coke ovens of the well-known "Becker" type, provided with improved arrangements for the movement of air in the circulation passages of the foundations. , according to the principle of the present invention, the AA cut being led through a coking chamber, while the BB cut is led through an adjacent heating wall.
Figure 2 is a horizontal section taken along line II-II of the battery according to Figure 1, with parts broken away.
Figure 3 is an elevation with parts in section taken along the line III-III of Figure 4.
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Figure 4 is a view on a larger scale of part of Figure 1.
Figure 5 is a larger scale view similar to that of Figure 3, with the assumed lean gas main line removed and showing the arrangement of a row of new recuperator circulation boots used for the purpose. considered.
Figure 6 is a vertical section on a larger scale taken through an air inlet port of a. distribution boot for recuperator improved according to the invention.
FIG. 7 is an enlarged plan view showing details of the device for controlling the distribution boots for the reclaimers.
Like reference numerals denote like elements in all figures of the drawing.
The lower-nozzle coke oven bank shown in the drawing consists of lower-nozzle coke ovens of the well known Becker type and includes many features of this furnace which need not be described in detail. detail in the present case, since the advantages of the improvement according to the invention can be realized in combination with batteries of lower-nozzle coke ovens having other construction characteristics and do not depend solely on special characteristics. in the construction of ovens.
The coking chambers 10 of the battery shown alternate along the length of this battery with heating walls 11, in which are provided heating flues 12 arranged vertically, which are placed in communication in groups with corresponding heating flues. formed in an adjacent heating wall, via a transverse duct 13 which passes over the intermediate coking chamber in the well known manner.
Opposite orifices of coking chamber 10 are sealed by a removable door 14 and the masonry of each heater wall 11 is held in place by a frame post 15 provided at each end, each post being constituted by a sturdy post of I-profile, fixed by its lower end to the beams 16 which carry the concrete of the usual load-bearing slab 17 of the battery. The upper end of each post 15 is connected to the upper end of a similar post, provided at the opposite end of each heater wall, by a bolted tie rod 18, which extends across the top of the battery. .
Above the coking chambers and adjacent heating walls containing the flues are arranged the recuperators and the associated bottom channels, and each heating flue of a heating wall is separately connected in its lower part, by a short duct, to the upper part of a large recuperator 19, which can be connected by one or two bottom channels 20 to a distribution boot 21 according to the invention, through which the recuperator 19 can be fed at will and intermittently, either with air from
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combustion coming from the corrugations 22, or, for the combined operation of the furnace, with lean gas, for example blast furnace gas or gasifier gas,
coming from the main pipe 23, disposed above the discharge channel 24. The distribution boxes 21 for the recuperators are also arranged to allow alternately the admission of a combustible fluid into a recuperator. operator 19, or to lead the combustion products of this recuperator into the discharge channel 24, from where the gases pass into the usual stack of the battery (not shown).
Each flue of the heating walls is also connected by its lower part, and by a conduit of short length, to the upper part of a small recuperator 25 which extends along the large recuperator 19 and which is also supplied by. its own bottom channel
20, the outer end of which communicates with a distribution box 26 according to the invention, arranged to allow alternately the entry, into the recuperator, of the combustion air coming from the foundations of the battery, and the portie of the products of combustion in the exhaust duct.
During the periods when the battery shown is operating as a "coke oven", the heating flues then being heated with rich fuel gas, not heated in a recuperator, this gas is introduced into the lower parts of the heating flues in separate quantities. metered by the conduits 27 of the lower nozzles, provided separately for each flue and provided in the partition walls 28 of the recuperators which are located directly below the heating walls 11.
this rich gas is introduced into the heating flues from the main pipe 29, which communicates by a shutter 30 with each wall distributor duct 31 extending across the battery shown in an arrangement substantially parallel with the heating wall - Fage disposed above, each of these conduits 31 being connected to all the heating flues of the corresponding wall by suitable pipes 32 which are connected at their upper end to the lower ends of the masonry conduits 27.
In each of these pipes is interposed a replaceable gas current regulator device, thanks to which the quantity of rich fuel gas distributed in each heating flue can be metered according to its position in the heating paroid,
The masonry of the battery shown rests, as has been said, on a concrete supporting slab 17 which, in turn, is directly supported by I-beams 16, arranged longitudinally, and by beams 1 more powerful 33, arranged transversely, the latter resting on aligned columns 34, thanks to which the entire battery is maintained at a sufficient height above the circulation passages of the foundations
22 battery to allow operators to conveniently access all parts.
The main lean gas line 23, the discharge channel 24 and the distribution boxes 21, 26 of the recuperators, for the entire battery, are arranged on one side of this battery at a level lower than that of the battery. platform. * form 35 of the bearing provided on the side of the pusher carriage, bearing which, with its outer columns, constitutes the usual circulation gallery 36 which runs the @
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along one side of the coke oven battery.
During the heating of the battery, the combustible fluids and the combustion products enter the recuperators and leave them only through the side of the battery push trolley, so that the circulation gallery 38, provided on the side of the outlet coke from the battery, does not house a flow box for the collectors. The galleries 36, 38 are each completely closed by end walls and a side wall, and along the latter are openings? louvers 37 to regulate the entry of outside air into the galleries.
These are interconnected at both ends by similar galleries which extend across the battery beyond the walls 39, which carry the masonry at both ends. Thanks to this arrangement, a closed gallery is obtained which bypasses the entire battery without a solution of continuity. Doors provided at the ends of the gallery 36 provided on the side of the push-cart, which allows operators to enter inside.
At the level of the battery foundations, the end walls 39 are pierced with passage openings 40 which are closed by watertight doors 41 forming an airlock, which allows operators to enter through these openings without resulting a significant loss or reduction in air flow.
The distribution boxes 21, 26 of the collectors are fixed by supports to the masonry and the concrete of the upper part of the walls of the evacuation channel 24. They have essentially an L-profile, the vertical branch of which is divided at the lower end into two branches 42, 43. The first communicates with the discharge channel and contains, pivotally mounted on its walls, a butterfly 44 which can be rotated from the foundations of the battery to the 'using a crank 45, to adjust the free passage of this branch 42, while the branch 43 opens into the space provided in the foundations and is intended to draw from these foundations combustion air for heating the battery. The horizontal branch of the distribution boxes communicates with a bottom channel 20 of the recuperators.
Branches
42, 43 of the boxes are all fitted, at the same level below the battery carrier slab, with shutters
46, 47, the first of which controls the section of passage of the branch going to the discharge channel, while the second controls in a similar manner the opening through which the branch 43 receives the air coming from the bases. - tions. The shutters 46,47 are mounted on separate shafts 48, 48a, and these shafts are interconnected by a system of levers such that the corresponding shutter valves can simultaneously pivot to occupy the open or open positions. closed in the respective conduits 42, 43.
This pivoting movement is produced by the battery operation reversal machine (not shown), which acts through the lever.
49 and the reversing rod 49b which is attached thereto.
The distribution boxes 21 of the recuperators which, as is clearly shown in FIG. 5, relate to the. large recuperator 19, are provided with devices for introducing either lean gas or combustion air. In the first case, these boxes are placed in communication with a pipe 50, via
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which is introduced into the recuperators of the lean gas coming from the main line 23. The shutter of the lean gas line 50 can be opened or closed by means of a cable coming from the function reversing machine. operating the battery and operating the shutter control lever 52.
With the aid of a coupling device, constituting an auxiliary device of the system of levers for the control of the shutters 46, 47 of the distribution boxes 21, a shaft 48a can be easily disconnected from the control by this. system of levers so that, when introducing into the recuperators not combustion air, but lean gas, the air shutters 47 are with certainty in their closed position in the foundation of the battery and they can be locked in this position by a screw 49a which, by its rotation, can come into engagement with the body of a closed shutter and hold it in its seat. The screw 49a is rotatably mounted in one of the ribs 50a which serve to adjust the effective passage section of the air inlet port in the distribution boxes.
According to the embodiment of the invention shown in the drawing, the tank supplying the air to the air inlet openings of the foundations 22 is constituted by a wide channel 53 which, extends over the entire length of the side. outlet of the coke from the battery and occupies most of the space directly below gallery 38 on that side. This channel is formed by interior and exterior concrete partitions 54, 55, the latter also serving as the side wall of the foundations. A short partition 56 hermetically seals one end of the channel 53 and, as is clearly shown in Figure 2, the opposite end of said duct increases somewhat in width and, at the point of entry into the enlarged space 57, the axis is slightly angled towards the battery body.
A similar, shorter channel 58 extends along the adjacent end wall 39 of the battery and is in communication with the enlarged space 57 at an approximately right angle to channel 53 and these canals
53, 58 as well as the space 57 are located substantially at the same horizontal level. At the neighboring end of the gallery
36, on the side of the battery push trolley, the channel
58 of short length is connected, by a perlage opening 59 formed in the end wall 60, to the interior of the gallery 36, for a purpose which will be described in detail below.
The louvered openings 61, 62, formed in the outer walls of the enlarged space 57, allowing outside air to be drawn into this space, and this by means of a fan 63 actuated by a motor. electric 64 via a drive belt.
This fan is placed at the open end of channel 53, in the vicinity of the point where its wall extends into space 57. The fan shown is of the type provided with an airplane propeller, but it is well. it being understood that any type of air compressor may be provided for forcing outside air into channel 53. According to the drawing, motor 64 and fan 63 are arranged to suck outside air through the ducts. openings 61 or 62 and for delivering this air into channel 53 at a pressure greater than atmospheric pressure.
The propeller type fan is preferred because of the large free space between its blades, which allows, without removing the fan, a re-operation.
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ment by natural draft, for the movement of air in the foundations of a coke oven battery.
Below the level of the pipes 31 for the distribution of the combustible gases, and at spaced points along the wall 55 of the channel 53, the passage openings 22 of the battery communicate with this channel by means of inlet orifices of the battery. air 66 which are each provided with flaps 67 with the aid of which the passage section of these orifices can be adjusted at will. Through these air inlet openings, the excess air (and at atmospheric pressure) from channel 53 can therefore be regularly distributed over points in the foundations of the coil, so that this air circulates transversely in the form of several streams of substantially equal pressure and speed.
So that the air introduced into the foundations of the battery through the orifices 66 is not short-circuited to escape, for example, into the gallery 38, through the gap between the ends of the I-beams 33, and at the top of the channel wall 55, blanking plates 68 are disposed along the entire length of the coke exit side of the battery.
These plates are fixed by their upper edges to one of the I-beams 16 carrying the battery and their lower edges are sealed in a groove in the top of the concrete wall 55, much as shown in the figure. 1, the passages 22 of the foundations thus being hermetically separated from the gallery 38.the ends of the foundations are sealed, to prevent leaks and short circuits by contact of the end wall with the concrete of the carrier slab 17.
On the side of the battery push trolley, part of the usual gallery space is separated from it by a stop partition 69 which extends over the entire length of the battery and forms between the space remaining of the gallery and the masonry on this side of the battery an intermediate channel 70 which contains the lower part of the carcass uprights, and the distribution boxes 21, 26, of the recuperators (except the parts of the first intended to be adjusted the arrival of lean gas in the recuperators) The shut-off partition 69 can be constructed with a suitable non-flammable material, such as, for example, the so-called "Transite" cardboard.
The sides and the ends of the intermediate channel 70 are hermetically separated from the outside air, while the bottom communicates with the foundation of the battery, so that the air coming from these foundations can freely enter this channel. The lower edge of the stop partition is in sealed contact with the upper surface of the solid concrete forming the top of the discharge channel 24, and the vertical upper part is kept in the vicinity of the outer flanges of the uprights. carcass 15, by the beams which carry the bearing on the side of the pusher carriage.
(In Figure 1, this upper part of said stop partition is shown spaced a short distance from the carcass uprights but, when the battery is in full expansion, the stop partition is in contact with the wings of the uprights). An upper extension of the shut-off wall 69, which is located above the landing pad 71 provided on the side of the pusher carriage, consists of a continuous strip of "Transite" cardboard plates 72, which overlap. extends the entire length of the battery and is carried by the outer wings of the
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carcass uprights.
The upper edges of these plates are in contact with the vertical portions of the apron plates 73, which extend outward and downward from the hearths of the ovens. A small removable plate 74 closes an opening made in a plate 72 and provides access to an inspection hole 75 of the recuperators.
The upper part of the intermediate channel 70 is formed by "Transite" cardboard strips 76 arranged vertically, one of these strips being arranged a short distance below each of the apron plates along the side of the pusher carriage. drums. These bands 76 each cover an opening limited by the masonry of the battery, a plate 72 and the edges of the wings of the neighboring carcass posts.
They are carried by sections of L-angles 70, which are spot-welded to the edges of the wings of the upright posts, and their ends terminate on the edges of the uprights, thus leaving a relatively narrow opening at each end 78 (fig. 3), which constitutes the entry orifice of a chimney of upright 79, itself formed by welding points between a metal plate 80 and the edges of the wings of the uprights which are on the same side . The metal plates 80 preferably extend vertically along a post 15 to a point above a coke chamber port.
Thanks to the arrangement described, the air currents circulating from the bottom upwards through the intermediate channel 70, all around the distribution boxes housed in this channel, and along the masonry of the sides of the battery, arriving. wind possibly in contact with the strips 76 of "Transite" cardboard, and they are thus deflected towards the interior of the upright chimneys 79, which they follow from bottom to top until they escape to the open air at the tops 81 of the upright chimneys.
The paving 82 of the gallery 38 constitutes the ceiling of the channel 53, and in this ceiling are formed over the entire length of the circular openings 83, closed by removable plates 84 which can be replaced, for a purpose described later, by closing plates formed of a metal grid.
As a result of the high temperatures transmitted through the masonry of coke ovens, the heat penetrates through the load-bearing slab into the circulation passages in the foundations of the lower-nozzle coke ovens, and in these passages is established. temperatures which inconvenience operators, unless the heated air is displaced by cooler air at a rate high enough to remove the heat and to allow easily bearable working temperatures to be maintained.
However, it is not appropriate to simply move the heated air from the foundations by sucking it into the recuperators and using it for combustion in the coil, since the air suction speed is limited. the combustion conditions which are insufficient to soften the working conditions so that this process must be amplified by other means.
If the increase is obtained by introducing larger quantities of cooler air into the foundation circulation passages, through a single opening, using a vacuum fan or a blower
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flerie, this results in drawbacks, more particularly in coils in which the incoming air can circulate freely around the main pipes.
31 for the distribution of combustible gases, since the adjacent pipes, or their parts which are directly exposed to the circulating current of the total volume of the colder air, may be inadvertently cooled at the points which are in the - near the air inlet opening.
As a result, the combustible gases distributed by these pipes, or by parts of these pipes, are cooled below the point of condensation of this: some of their constituents more easily condensable. Condensable constituents then tend to be deposited in the narrow openings of the gas flow regulators for distribution between these pipes 31 and the conduits 27 of the lower nozzles, for the separate supply of the heating flues, so that this results in a modification of the calibration, which leads to a disturbance in the uniformity of heating, obtained by other means along the heating walls so that continuous monitoring is necessary.
In addition, the air entering and exiting the battery foundation through a single opening creates a movement of turbulence and vortices in the air of the foundations, which causes the direction of the currents to change continuously or intermittently. As a result, the air can be relatively stagnant in some parts of the battery foundation, while other parts are traversed by unnecessarily agitated currents.
In the coils which are equipped to suck the combustion air from the foundations, the continuous variations of the static pressure of the atmosphere of the foundations, upstream of the inlet openings of the distribution boxes of the recuperators , continually interferes with the flow of combustion air to the heating flues and prejudices the continued uniformity of the heating. On the other hand, moving the air from the foundation with the aid. of a vacuum fan tends to maintain in these foundations an air pressure somewhat lower than atmospheric pressure, which reduces the efficiency in height of an existing chimney for evacuating the products of combustion to the air. outdoors.
In the preferred embodiment according to the present invention, the fan for moving the air in the foundations of the lower nozzle coils is so arranged that this air is discharged with pressures above atmospheric pressure, in in order to increase the efficiency of the fireplace.
In this connection, mention should be made of the possibility of using, in combination with the drive motor of the fan, control means which are sensitive to variations in the pressure of the outside air, so that the fan can always force varying amounts of air into the foundations such that, regardless of the humidity of the outside air, they maintain the pressures within the foundations continually required to establish an air weight or uniform oxygen intended to be introduced into the recuperators during a given time interval, which assures a continual regularity of the heating of the battery from day to day.
In the operation of the battery previously described, in which the foundation circulation passages are not in direct communication with the outside air, or with the galleries 36, 38, the louvers 61,
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62 of the enlarged space 57 are sufficiently open to allow the fan 63 to draw outside air into said space, and to force this air into the channel 53 at a higher pressure, at a speed preferably three times greater than that necessary for combustion in the battery heating flues.
By circulating along this channel 53, this air is distributed at points -spaced in the passages 22 of the foundations, through slider flaps 67 of the air inlet openings 66 of the channel 53, and this distributed air circulates in ' passages to the opposite side of the battery in the form of juxtaposed streams having substantially the same speed and corresponding pressures by appropriate adjustment of the flaps of the openings 66, which has the effect of moving with a substantially equal speed in all parts from the coil warm air from the foundation passages with cooler air from outside.
As a result of the arrangement of the openings 66 with respect to the pipes 31 conveying the fuel gas, and the orientation of the louvers 67 towards the arm, the incoming air, colder and having a greater density; has a tendency to descend towards the ground of the passages and to circulate at the level of this ground, as indicated by the arrows, without coming into contact with the pipes 31 or without significantly cooling them.
Thanks to the arrangement according to the invention, the currents. incoming discharge and cooling air therefore tend to follow circulation paths along the lower level of the coil foundation, where they are needed to ensure the physical well-being of the operators.
But, as a consequence of the diffusion and radiation of heat by the battery carrier panel, the incoming air increases somewhat in temperature as it passes through the battery and therefore tends to rise towards the outlet openings provided on the opposite side of the battery, part of this air returning along the distribution pipes 31 in counter-current with respect to the colder air circulating at ground level, acting to join and mix with the incoming cold air currents, as shown schematically by the arrows in figure 1.
In this way, the arrangement according to the invention constitutes a means for moving and cooling layers of air of different temperatures, coming from a single source, through the foundations of lower nozzle coils, the layer having the temperature. the lowest being at ground level, to the great advantage of the operators, while the hottest layers circulate along and around the pipes 31 carrying the combustible gas, thus avoiding the condensation of constituents of this gas distributed by these pipes, and at the same time maintaining the gases at a relatively uniform temperature throughout the entire extent of the coil foundation.
After passing through the foundations, the heated air rises and passes through the outlet openings 85 provided in the vicinity of the shutters 47 for the air intake, and goes to the distribution boxes of the recuperators, where approximately a third of this circulating air is taken and led into said boxes, to be used for combustion for heating the battery. The remaining two-thirds of the circulating air sweeps the hot distribution boxes which conduct hot combustion products to the exhaust channel 24, so that these two-thirds are warmed up and made lighter.
This fact increases their tendency to rise in the channel 70 and in the various chimneys 79 of the carcass uprights, through which the heated air is
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vented to the open air at points above the doors of the coke ovens.
During hot weather, it is preferable to use outside air exclusively as a source serving the intended purpose. But when the weather is mild or cold, it is convenient and desirable to employ a mixture of outside air with air which has previously been somewhat heated in the circulation passages, or to employ air taken only from these passages.
Any preferred proportion of the air introduced into the channel 53 can be taken from these two sources by an appropriate adjustment of the passage section between the flaps 61, 62; by which the enlarged space 57 is in communication with the outside air, and between the louvers 59,
86, by which the galleries on both sides of the battery can be connected to a shorter channel 58 which itself opens into the space 57 upstream of the fan 63.
By virtue of the arrangement described according to the invention, advantageous effects in cooling the foundation of the coil can be achieved without the need for a fan or other air compressor. For example, the chimney and thermo-siphon effect that can be produced in the system, by heating the air in channel 70 under the action of radiation and the convection of the hot distribution boots, can be used alone to suck the outside air or the air from the tunnels 38, and this by replacing the solid plates 84 of the circular openings 83, by grids, opening into the channel 53, this air then being distributed to through the battery foundations without it being necessary to provide for this purpose devices driven by motors.
Obviously, however, in the latter method of operation, the above-mentioned advantages arising from the use of excess air of atmospheric pressure are not achievable.
Of course, without departing from the principle of the invention, it is possible to imagine variants of the embodiment described.
- R N S U? E -
Lower nozzle coke oven battery mounted on foundations in which are provided circulation passages for the operators and comprising devices for circulating the air and thus regulating the temperature of the circulation passages, this battery being characterized by the following points, taken separately or in combination:
1.
A channel is placed in communication with these circulation passages by openings distributed over the entire length of this channel and, at a point away from this channel, on the opposite side of the foundation passages, several outlet openings connect these passages to the outside air independent of the conduits for circulating the fuel fluids of the battery,] in combination with an air compressor device provided for delivering air into this channel at a pressure greater than atmospheric pressure.
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