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Four de fusion à alimentation unilatérale.
Dans les fours Martin-Siemens ordinaires les produits de la combustion à travers les conduits qui mettent en communi- cation le laboratoire du four avec les chambres de récupéra- tion, passent dans ces chambres, à travers les empilages et ensuite dans la cheminée à travers les soupapes d'inversion et les conduits d'évacuation. La construction de tout cet assemblage'lequel est traversé-par les produits de la* combus- tion, comprend une certaine quantité de briques réfractaires-.
Pendant la marche du four, les empilages des chambres de récu- pération sont sujets à s'obstruer et il est nécessaire, après un certain nombre de coulées, de suspendre le fonctionnement du four pour pourvoir au changement partiel ou total desdits empilages.
Aussi, après des périodes plus ou moins longues d marche du four, il faut effectuer des réparations plus ou moins importantes au maçonnage des parois des chambres mêmes.
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Il en résulte qu'on a une durée limitée de fonction- nement du four et une consommation notable de matériel réfrac- taire.
Dans ces chambres de récupération en maçonnerie il peut aussi y avoir quelque communication, à travers les murs de séparation, entre les chambres du gaz et celles de l'air avec la conséquence qu'une partie du gaz destiné à être brûlé dans le laboratoire du four, brûle inutilement et aussi avec dommage dans les chambres de récupération.
En outre, dans les fours Martin-Siemens ordinaires, ces chambres fonctionnent alternativement comme chambres de préréchauffement du gaz et de l'air et comme chambres d'éva- cuation des produits de la combustion ; le changement de sens du courant gazeux a lieu toutes les 20 à 30 minutes et dans certaines périodes de marche du four aussi dans des périodes de temps plus courtes au moyen de soupapes d'inversion spé- ciales.
Chaque fois que l'on effectue cette inversion du ' sens du courant gazeux, le conduit d'arrivée du gaz des gazo- gènes se trouve, pendant un certain temps, en communication directe avec la cheminée et l'on a conséquemment une perte de gaz qui n'est pas récupérable étant donné que ces inversions ont lieu successivement endéans de courts délais de temps.
La conséquence en est qu'on a une dissipation de gaz c'est-à- dire de combustible qui n'est pas indifférente. Les inversion. répétées ont aussi comme conséquence une moindre utilisation de chaleur sensible des produits de la combustion.
En outre il se fait que, dans les fours Martin-Sie- mens ordinaires, les deux extrémités du four fonctionnent al- ternativement comme extrémités d'arrivée du gaz et de l'air (brûleur) et comme extrémités de décharge des produits de la combustion; conséquemment elles sont, toutes deux, soumises aux mêmes usures et consommations et doivent pour cela être toutes deux construites avec des briques réfractaires spé- @ ciales de coût très élevé.
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Les flammes qui circulent à grande vitesse entrai- nent des poudres éminement basiques dont les flammes sont chargées; ces poudres fonctionnant comme fondants provoquent une usure continue de la partie de maçonnerie qui est la plus exposée à l'action des flammes, c'est-àdire de l'extrémité de décharge des produits de la combustion. Comme conséquence des altération sensibles qui, pendant le fonctionnement du four, se produisent dans la conformation et dans les sections primitives des arrivées du gaz et de l'air, on a un trouble du fonctionnement thermofluodynamique normal du four, ces ar- rivées ne convenant plus pour assurer aux courants gazeux les directions voulues.
On connait déjà au moyen d'un autre brevet du même demandeur, un four Martin-Siemens dans lequel on a une conti- nuité de direction et de sens des fluides gazeux qui circulent dans les laboratoires; dans le four suivant ce brevet antérieur les incovénients susdits sont partiellement éliminés parce que la consommation des matériaux du four est fortement réduite étant donné que les deux extrémités du laboratoire ne sont pas soumises aux mêmes usures, mais les inconvénients dûs à l'inversion du courant gazeux dans les chambres de récupéra- tion persistent.
Les perfectionnements objet de la présente invention visent à obtenir l'élimination aussi de ces inconvenants et à améliorer le rendement thermique de l'ensemble avec réduction correspondante des consommations de matériel réfractaire, de combustible et de main d'oeuvre, ce qui porte à diminuer le coût de l'acier produit.
Le four suivant la présente invention vise essentiel- lement la substitution des chambres de récupération en maçon- nerie avec appareils échangeurs de chaleur métalliques à fonc- tionnement unidirectionnel continu pour le préréchauffement soit de l'air, soit du gaz. Il résulte tout d'abord qu'on élimine toute soupape d'inversion; ensuite l'appareil unique de réchauffement du vent est parcouru toujours dans le même @
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sens, soit par les produits de la combustion) soit par l'air à réchauffer, tandis que l'appareil de préréchauffement du gaz qui est également unique, est parcouru toujours dans le même sens, soit par les produits de la combustion, soit par le gaz, et le sens et la direction des fluides gazeux qui circulent dans le laboratoire du four sont aussi uniques.
D'une telle manière tous les inconvénients dûs aux soupapes d'inversion sont évités.
Dans le four suivant la présente invention on a appliqué aussi une subdivision de l'air et une disposition des brûleurs, ce qui permet d'obtenir l'effet utile maximum de la flamme et un usage minimum des matériaux réfractai- res de revêtement du four, comme on l'expliquera plus en dé- tail plus loin.
L'invention pourra être mieux comprise en se basant sur un exemple de réalisation représenté dans les dessins an- nexés dans le seul but explicatif, sans que cela constitue aucune limitation de l'étendue de la présente invention.
Dans les dessins
La figure 1 est une vue frontale, partiellement en section d'un four ;
La figure 2 est une vue en plan à plus grande échelle.
Lá figure 3 est une vue latérale à plus grande échelle.
Comme le montrent les dessus, au laboratoire 1 du four sont reliés deux appareils échangeurs de chaleur
2 et 3. L'échangeur 2 pour le préréchauffement du vent est disposé longitudinalement sous le laboratoire 1 et l'échan- geur 3 pour le préréchauffement du gaz est disposé perpendiculairement au premier, au-dessous de celui-ci et du côté de l'extrémité des brûleurs du four. Dans ces échangeurs la transmission de la chaleur a lieu par conductivité à travers la paroi de tuyaux d'acier inoxydable résistants @
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aux hautes températures, réchauffés extérieurement par les produits de la combustion provenant du laboratoire du four et parcourus intérieurement par le vent sous pression ou par le gaz.
Les produits de la combustion passent à travers un conduit 4 constitué par un tuyau de tôle revêtu intérieu- rement de dolomie, du laboratoire du four dans l'appareil 2 de préréchauffement du vent, traversent celui-ci sur toute sa longueur, passent ensuite dans l'appareil 3 pour le pré- réchauffement du gaz, traversent celui-ci sur toute sa lon- gueur et passent enfin dans le conduit 5 d'évacuation qui aboutit à la cheminée.
L'air à préréchauffer nécessaire à la combustion passe à travers le conduit 6, dans la caisse en tôle 7 appli- quée à l'extrémité de l'appareil de préréchauffement du vent 2 (lequel est constitué par un collecteur cylindrique en tôle revêtu de briques de silice); cette caisse d'air porte une plaque tubulaire relative aux tuyaux 8, parcourus intérieu- rement par le vent sous pression ; àl'autre extrémité de l'appareil de préréchauffement est appliquée une caisse d'air 9 de laquelle partent dans des sens diamétralement opposés, deux conduits 10 consistant en tuyaux de tôle revêtus de bri- ques silico-allumineuses et qui amènent l'air chaud aux bû- leurs 11. .
L'air à préréchauffer parcourt intérieurement les tuyaux 8 dans le même sens dans lequel les produits de la com- bustion traversent l'appareil-de préréchauffement 2.
Après avoir traversé dans toute sa longueur cet ap- pareil, les produits de la combustion passent dans l'appareil 3 qui est disposé au-dessous pour le préréchauffement du gaz.
(constitué lui aussi par un collecteur cylindrique en tôle revêtu de briques de silice) aux extrémités duquel sont ap- pliquées deux caisses cylindriques 12 et 13 en tôle portant des plaques tubulaires relatives aux tuyaux 14 que le gaz à réchauffer parcourt intérieurement en sens opposé à celui dans lequel les produits de la combustion traversent l'appa-
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reil de préréchauffement.
De la caisse 12 appliquée à l'extrémité inférieure du côté des brûleurs du four part un conduit 15 (tuyau en tôle revêtu de briques silico-allumineuses) qui amènent le gaz chaud à ces brûleurs, tandis qu'à la caisse 13 appliquée l'autre extrémité aboutit le conduit 16 provenant des gazo- gènes (non représentés).
Les produits de la combustion après avoir traversé dans toute sa longueur l'appareil 3 de préréchauffement du gaz, passent dans le conduit 5 qui aboutit à la cheminée.
Les tuyaux de ces appareils de préréchauffement peuvent être néttoyés intérieurement très facilement étant donné qu'il est expressément prévu, en face de chacun d'eux, dans les extrémités des caisses appliquées aux extrémités des appareils de préréchauffement, des regards servant aussi à contrôler l'état de conservation des tuyaux, même pendant le fonctionnement du four.
En construisant ces tuyaux en acier inoxydable résistant aux hautes températures, ces appareils de préré- chauffement nécessitent peu de manutention et la marche du four ne subira pas des interruptions dues aux récupérateurs, tandis que, au contraire, comme on l'a déjà dit, dans les fours Mar- tin-Siemens avec chambres de récupération en maçonnerie, la dépense pour la manutention du maçonnage de celles-ciaug- mente sensiblement le coût de l'acier fabriqué et le nombre de coulées pour chaque fonctionnement interrompu du four est limité.
Avec l'emploi de ces appareils de p réréchauffement il n'y a aucun danger de communication entre le récupérateur pour le préréchauffement du gaz et celui pour le réchauffement de l'air) ce qui au contraire, est possible, comme déjà dit, dans les chambres de récupération en maçonnerie.
Chacun des deux conduits 10 qui de l'appareil de réchauffement 2 amènent l'air au brûleur 11, à la hauteur de l'extrémité du laboratoire du four, se divise en deux conduis
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10' et 10" de manière que l'air rencontre avant tout le gaz dans le brûleur hors du laboratoire, où a lieu une combustion partielle, et la combustion est ensuite complétée au commen- cement du laboratoire, où l'on a une deuxième arrivée d'air des deux côtés de l'arrivée du gaz. Avec cette disposition, le mélange des deux fluides gazeux a lieu d'une manière parfaite dans un espace minimum et la flamme est amenée à les rencon- trer sans effleurer les parois .et la voûte.
Des registres spéciaux 17,18 à parfaite étanchéité et facilement manoeuvrables du plan de charge du four, per- mettent de régler au mieux la subdivision de l'air. Un autre registre 19 analogue aux précédents, disposé sur le conduit 15 d'arrivée du gaz, permet de régler facilement la quantité de gaz que l'on veut mettre dans le brûleur.
Avec cette dis- position on cherche à réaliser les conditions nécessaires pour avoir un four parfait aussi aux effets thermiques, c'est- à-dire capable d'absorber dans le laboratoire les calories du combustible employé en réalisant l'épuisement de la com- bustion dans le laboratoire même, la libération d'un plus grand nombre de calories utiles pour la transmission directe au bain et l'élimination des produits de la combustion du laboratoire à une température pas beaucoup plus élevée que celle demandée pour l'élaboration du produit.
L'invention a pour but de réaliser les conditions qui améliorent le régime thermique et il en résulte une sûre réduction de la consommation du combus tible.
REVENDICATIONS.
I.- Four de fusion pour procédé Martin-Siemens a flux gazeux unidirectionnels à travers le laboratoire, caractérisé par au moins un échangeur de chaleur à flux continu dans lequel les parois de séparation entre les produits de la combustion et l'air ou le gaz sont métalliques.