BE522551A - - Google Patents

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BE522551A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/70Furnaces for ingots, i.e. soaking pits

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Description


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   OFU Ovenbau-Union   G.m.b.H.;   résidant à DUSSELDORF   (Allem agne).   



   PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LE CHAUFFAGE DES FOURS A RECHAUFFER. 



  (ayant fait l'objet de demandes de brevets déposées en Allemagme le 28 mai 1953 et le 9 septembre 1952 - déclaration de la   déposante  -). 



   La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour le chauffage des fours à réchauffer, plus particulièrement des fours pour le réchauffage de lingots   d'acier.   



   Dans les fours de construction moderne on cherche à placer la chambre de combustion hors de la portée des lingots à réchauffer. La flam- me est conduite par voie en forme d'U. Il est apparu que les lingots à ré- chauffer étaient plus vite réchauffés du côté opposé au brûleur que du côté du brûleur. Ce phénomène se base sur la propriété de la flamme en U de dé- velopper la valeur maximum de température au point de retour de la flamme 
Par conséquent si l'on veut réchauffer les lingots aussi uniformément que possible, l'intensité du brûleur doit être freinée lors d'une période pro- longée de réchauffage De cette   fagon.,  au cours de la période de chauffage; le point de retour de la flamme, et en même temps la valeur maximum de la température se rapprochent graduellement de la paroi portant le brûleur. 



   Le chauffage et le réchauffage intégral des lingots se fait donc dans des zones se rapprochant du brûleur et de cette façon la période de réchauf- fage la plus favorable est réduite du temps nécessaire pour la compensation de la chute de température ainsi   produite.   



   L'objet de l'invention est de créer un procédé pour le chauffage uniforme de fours à réchauffer dans lequel (indépendamment des quantités amenées de combustible et   d'air) ,  la longueur de la flamme est modifiée de façon que la valeur maximum de la température de la flamme soit déplacée à plusieurs reprises d'un côté à   l'autre   pendant une même période de chauf- f age 
Dans ce but les organes pour le réglage de la vitesse-de mélange .des brûleurs, et partant, de la longueur de la flamme sont commandés d'une fagon continue périodique ou progressive. 



   Suivant l'invention, pour pouvoir réchauffer encore plus uniformé- 

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 ment sans risque de surchauffais locaux, plusieurs brûleurs peuvent même être disposés, et le réglage de la longueur de la flamme des brûleurs in- dividuels où des groupes de brûleurs par rapport aux autres brûleurs peut être effectué en déphasage,spécialement suivant un rythme à sens opposé et/ou avec une autre fréquence. Le réglage peut s'effectuer aussi de fagon que la valeur maximum de la température de la flamme d'un seul brûleur ou de groupes de brûleurs n'intéresse qu'une partie de la chambre du   four..   



   Lorsque,en outre du réglage mentionné de la longueur de la   flam-   me qui s'effectue indépendamment du débit des quantités de combustibles et   d'air  il est   procédé,,   de   faon   connue, au réglage du débit des quantités de combustible et d'air , l'interférence de ces deux réglages, qui pourrait provoquer par exemple des oscillations, est empêchée, suivant l'invention par le fait que la vitesse du réglage de la longueur de la flamme est sen- siblement ralentie par rapport à la vitesse du réglage de la charge (réglage des quantités de combustible et d'air). 



   Pour établir une température fortement   canpensée,   indépendamment de l'effet de radiation du brûleur dans le fourle chauffage est, suivant une autre forme d'exécution préférée de l'invention, exercé sur la bran- che "aller" de la flamme avec pénurie   d'air   et de   l'air   secondaire est ajou- té aux gaz de combustion imparfaitement brûlés après que ceux-ci ont atteint leur température maximum, de fagon qu'un second maximum de température   se produise dans la branche "retour" de la flamme .   



   De préférence, par le réglage des tuyères d'air secondaire, plus particulièrement par la variation de la pression, de la quantité et de la torsionla seconde valeur maximum de température de la flamme est déplacée dans un sens alternatif de façon à donner lieu à une compensation de la température Le mot "torsion" utilisé dans la suite veut dire un mouvement tourbillonnant hélicoïdal d'un ou plusieurs combustibles. 



   Indépendamment de la charge, on peut également faire varier la vi- tesse de mélange et, partant la longueur de la flamme des brûleurs ou grou- pes de brûleurs de façon que la première valeur maximum de la température de la flamme soit également déplacée dans le four, dans un sens alterna- tif 
De préférence les organes de réglage pour l'effet en profondeur des tuyères secondaires   d'air   et/ou pour la longueur de la flamme des brû- leurs au moyen de n'importe quels dispositifs de commande communs, sont com- mandés suivant un rythme prédéterminé, à savoir s périodique,

   continu ou progressif 
Suivant une autre caractéristique de l'invention la température de la chambre du four est mesurée en des endroits appropriés et les diffé- rences de température mesurées seront utilisées pour la commande manuelle ou automatique de la longueur de la flamme. 



   Pour compenser la température du four dans l'espace tri-dimensional, on peut aussi installer un réglage dans lequel,dans un plan du' four trans- versalement à la direction d'écoulement des brûleurs,de préférence dans le plan de mesure de la température moyenne du four,les différences de tempé- rature se produisant sont mesurées et utilisées par le régulateur des char- ges pour la distribution des combustibles (gaz, huile, charbon, charbon pul- vérisé et   air) ,   aux brûleurs individuels ou collectifs, pour obtenir une température uniforme du four 
Pour le réglage de la vitesse de la combustion et, partant, de la longueur   de 'la   flamme, on se sert avantageusement d'un brûleur à gaz avec mélange à turbulence.,

   dans lequel les fluides participant à la combustion sont conduits au travers de plusieurs sections transversales, de préférence concentriques, vers   l'orifice   du brûleur et les sections transversales d'é- coulement des deux fluides, mais de préférence la section transversale d'écoulement pour un fluide s'écoulant axialement, sont subdivisées par des cloisons et sont construites de manière à pouvoir être réglées individuel- lement, de façon que par la variation des sections transversales d'écoule- ment, les vitesses relatives, l'importance des surfaces de mélange et l'effet 

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 de torsion puissent être influencés. 



   Un dispositif préféré pour la réalisation de ce procédé se compose   d'un   brûleur à   gaz.,   dans lequel les fluides participant à la combustion sont conduits au travers de plusieurs sections transversales concentriques vers l'orifice du brûleur et dans lequel,pour le réglage de la vitesse de combustion ou de la longueur de la flamme)) les fluides de combustion sont mélangés de façon que le fluide amené par la section transversale extérieure s'écoule en jets inclinés vers l'axe du brûleur et de préférence dirigés tangentiellement à un tourbillon circulairedans le fluide conduit axia-   lement, et   dont l'énergie cinétique est réglable. 



   Un autre dispositiffort avantageuxpour la réalisation du pro- cédé suivant invention se compose d'un brûleur à gaz, dans lequel les fluides participant à la combustion sont conduits au travers   d'au   moins trois ou plusieurs sections transversales, de préférence concentriques, et dans lequel, pour le réglage de ,la vitesse de combustion, ou de la longueur de la flamme   l'un   des fluides s'écoule par l'une des sections ' transversales intérieures vers l'orifice du brûleur et peut être amené to- talement ou partiellement aux tuyères des brûleurs en passant par   l'une   ou l'autre de ces sections transversales qui peuvent être réglées individuel-   lement,

     tandis que   l'autre   fluide s'écoule en passant par la section trans- versale extérieure vers l'orifice du brûleurla turbulence du mélange étant atteinte par le fait que le bord extérieur de la tuyère du fluide amené axialement est ondulé et constitue avec une des tuyères du fluide s'écoulant axialement une pluralité de canaux d'écoulement juxtaposés, inclinés vers   l'axe   du brûleur et qui sont parcourus alternativement par   1'un   ou par l'au- tre fluide et qui pour le reste présentent une forme telle, que leurs cloi- sons parallèles à   l'axe,   sont dirigées tangentiellement à un tourbillon cir- culaire 
Les sections transversales   d'amenée,   de préférence concentriques,

   peuvent être raccordées à des chambres munies d'organes d'arrêt et de ré- glage,  d'un   boîtier de   répartition))  ces chambres étant formées par des cloi- sons disposées dans le boîtier de répartition. 



   Pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention convient parfaitementun orifice de brûleur,qui présente.,de préférence des sections transversales rondes et qui en coupe longitudinale verticale est limité,, à la partie supérieurepar une droite horizontale ou faiblement inclinée ou quelque peu courbe   et,   à la partie inférieurepar rapport à l'axe du brûleur, par une courbe à pas croissant, qui peut ressembler, par exemple,, à une parabole inverséemais aussi par   d'autres   courbes,par exemple d'autres paraboles., des cercles, des ellipses, ou hyperboles.

   Un tel orifice procure une compensation de température encore meilleure dans le four, parce que quelques jets de flammes sont détournés près de la sortie et que de ce faitla chambre du four est également bien réchauffée à proximité du brû- leur 
Le procédé qui vient   d'être   décrit et les dispositifs pour sa réalisation permettent lors du mélange à turbulence des fluides , le réglage dans de très larges limites de la vitesse de mélange, et partant,une lon- gueur de flamme réglable dans des larges limites, de fagon que la valeur maximum de température de la flamme peut être déplacée à n'importe quel en- droit dans la chambre du four. 



   Grâce à ce procédé, les conditions aérodynamiques dans la section transversale de mélange du brûleur peuvent être influencées, indépendamment de la   charge,   au point que   l'effet   des tuyères à turbulence, c'est-à-dire le mélange à turbulence peut être supprimé totalement ou partiellement pour déplacer la valeur maximum de température de la flamme à n'importe quel en- droit de la chambre du four. 



   Les brûleurs décrits pour la réalisation du procédé peuvent effec- tuer un mélange intime des fluides participant à la combustion et il se pro- duit alors une flamme avec une valeur maximum de température se trouvant dans 

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 la proximité immédiate de l'orifice du brûleur.

   Si   l'on   réduit la section transversale d'amenée du fluide s'écoulant axialement, sa vitesse et son éner- gie cinétique peuvent être augmentées dans les limites fixées par la pres- sion statique, et de cette façon le mélange à turbulence peut être supprimé dans une grande mesure Le brûleur produit alors un jet beaucoup plus long et brûlant uniformément 
Quelques formes d'exécution, données à titre d'exemple non limita-   tif, sont représentées aux dessins annexés, dans lesquels :   
La fig. 1 est une coupe longitudinale à travers un four suivant l'invention. 



   La fig.  2   est une coupe longitudinale à travers une autre forme d'exécution d'un four suivant l'invention. 



   La fig. 3 est une coupe longitudinale à travers un brûleur à gaz pour la réalisation du procédé suivant l'invention. 



   La fig.4 est une coupe transversale suivant la ligne   IV-IV   de la figure 3. 



   La fig. 5 est une coupe longitudinale à travers un autre brûleur pour la réalisation du procédé suivant   l'invention.   



   La fig.6 est une coupe transversale suivant la ligne VI-VI de la figure 5 
Le four à réchauffer représenté à la figo 1 se compose de la cham- bre 1, qui peut être fermée au moyen d'un couvercle 2. 



   A l'une paroi frontale du four est prévu le support 3 pour le brû- leur,dans lequel est installé de fagon connue le brûleur 4. En dessous du brûleur est disposé le canal d'évacuation des gaz brûlés 5. le gaz com- bustible et l'air de combustion, sont amenés au brûleur par des tuyaux 6 et 7. Depuis le tuyau 6 le gaz peut s'écouler vers le brûleur par deux canaux concentriques 8 et 9.

   Le canal 8 à section transversale circulaire entre immédiatement dans le gueulard du brûleur, tandis que le canal annulaire 9 est subdivisé à l'orifice du brûleur par le bord ondulé de la tuyère exté- rieure à gaz, en sections transversales d'écoulement juxtaposées pour gaz et air,qui sont orientées efficacement de fagon à produire un effet de tor- sion 
Dans la chambre à gaz du   brûleur   est disposé un clapet de réglage 10, qui peut ouvrir, au choix, la chambre 8 ou la chambre 9, ou également les deux chambres pour le courant de gaz. Le clapet de réglage 10 est mû d'une position extrême à l'autre, au moyen d'un système de tiges articulées 11 par un moteur de commande 12,de manière continue, périodique ou progres- sive . Le moteur de commande 12 reçoit ses impulsions d'un interrupteur à minuterie   13.   



   Si le clapet de réglage 10 se trouve dans la position représentée par le dessin, le gaz ne s'écoule que par le canal de brûleur   8   et il se produit une très longue flamme dont les gaz progressent dans le four sous la forme d'un U, en direction de la flèche 14, et s'écoulent autour des lingots 15 placés dans la chambre du four. La valeur maximum de la tempé- rature de la flamme se situe, dans ce cas, à proximité de la paroi opposée au brûleur . 



   Si, par contre, le clapet de réglage 10 se trouve dans l'autre position extrême, le passage de gaz par la tuyère du brûleur 8 est obturé et le gaz s'écoule par le canal annulaire 9 dans le brûleur. Dans ce cas, le gaz ainsi que   l'air   admis par le tuyau 7, sont forcés de s'écouler par   l'orifice   à torsion du brûleur? le brûleur fonctionne donc comme un brû- leur à turbulence. Les gaz de la flamme se meuvent dans ce cas approxi- mativement suivant la flèche 16. Par la turbulence le gaz et   l'air   se mé- langent plus rapidement.

   Par conséquent, la valeur maximum de la tempéra- ture de la flamme se situe à proximité de l'orifice du brûleur, des jets de flammes se dégagent simultanément de la flamme tourbillonnante, et se re- tournent prématurément, de façon qu'une partie seulement des gaz de la 

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 flamme atteint la paroi opposée au brûleur. 



   Lors d'un mouvement en va-et-vient automatique du clapet de réglage 
10, la valeur maximum de la température de la flamme se déplacera donc comme il est prévu,dans le procédé suivant l'invention, d'une fagon alter- native., dans le   foura   
Par le procédé suivant l'invention une répartition uniforme de température dans la chambre du four est assurée à chaque charge. Etant don- né que la valeur maximum de température de la flamme est constamment dépla- cée dans la chambre du four, la charge ne court aucun risque d'être altérée par la flamme Le nombre de brûleurs peut donc être réduit, ce qui simpli- fie fortement la conduite du four. 



   Le procédé peut être appliqué avec des combustibles gazeux, li- quides ou pulvériséspour autant que les brûleurs soient munis d'organes commutateurs pour le réglage de la vitesse de la combustion, ou de la lon- gueur de la flamme. 



   Des dispositifs électriques, pneumatiques ou hydrauliques , avec ou sans régulateurs de programme, peuvent être utilisés pour le réglage de la longueur de la flamme 
La figure 2 montre un four à réchauffer avec amenée d'air secondai- re et représente une autre forme d'exécution préférée du procédé suivant l'invention. 



   Le four se compose de la chambre du four 1 proprement dite, qui peut être fermée par un couvercle. L'une des parois frontales du four est munie du support 3 pour le brûleur,* dans lequel est installé de façon con- nue le brûleur 4. En dessous du brûleur est situé le canal d'évacuation des gaz brûlés   5.   Le gaz combustible et l'air de combustion sont amenés au brûleur par les tuyaux 6 et 7.

   Au moyen du tuyau 6 le gaz peut   s'écou-   ler vers le brûleur par deux canaux concentriques 8 et 9 Le canal 8, à sec- tion transversale circulaire, entre axialement dans le gueulard du brûleur, tandis que le canal annulaire 9 est subdivisé à l'orifice du brûleur par le bord ondulé de la tuyère extérieure à gaz (qui sera décrite ci-dessous) en sections transversales d'écoulement juxtaposées pour gaz et air, qui sont efficacement orientées de façon à produire un effet de torsion. 



   Dans la chambre à gaz du brûleur est disposé un clapet de réglage 10, qui peut ouvrir, au choix, la chambre 8 ou la chambre 9, ou également les deux chambres pour le   couraob   de gaz. Le clapet 10 est mû d'une position extrême à l'autre au moyen d'un système de tiges articulées 11 par un moteur de commande 12,constamment, de manière continue, périodique ou progressive. 



  Le moteur de commande 12 reçoit ses impulsions d'un interrupteur à minuterie 13. 



   Si le clapet de réglage 10 se trouve dans la position représentée par le dessin, le gaz ne s'écoule que par le canal de brûleur 3 et il se produit une très longue flamme dont les gaz progressent dans le four sous la forme d'un U. en direction de la flèche 14 et s'écoulant autour des lingots 15 placés dans la chambre du four. La valeur maximum de la température de la flamme se situe, dans ce cas, à proximité de la paroi opposées au brû- leur . 



     Si.   par   contre,le   clapet de réglage 10 se trouve dans l'autre po- sition extrême, le passage du gaz par la tuyère du brûleur 8 est obturé, et le gaz s'écouel par le canal annulaire 9 dans le brûleur. Dans ce cas, le gaz ainsi que l'air admis par le tuyau 7, sont forcés de s'écouler par l'o- rifice à torsion du brûleur, le brûleur fonctionne donc comme brûleur à tur- bulence Les gaz de la flamme se meuvent dans ce cas approximativement sui- vant la flèche 16.

   Par la turbulence le gaz et l'air sont mélangés plus ra-   pidement.   Par conséquent la valeur maximum de la température de la flamme se situe à proximité de l'orifice du brûleur, des jets de flamme se dégagent simultanément de la flamme tourbillonnante et se retournent prématurément, de fagon qu'une partie, seulement, des gaz de la flamme atteint la paroi 

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 opposée au brûleur. 



   Lors   d'un   mouvement automatique en va-et-vient du clapet de régla- ge 10, la valeur maximum de la température de la flamme se déplacera donc d'une façon alternative dans le four. 



   Dans la paroi opposée au brûleur 4 sont disposées une ou plusieurs tuyères à air secondaires 17, qui sont raccordées au moyen d'un tuyau 18 au tuyau d'air 7. Le tuyau   18   et la branche de dérivation du tuyau 7 conduisant vers le brûleur   4,,   sont munis chacun d'un clapet¯de réglage 19 et   20*ces   deux clapets sont raccordés l'un à l'autre par un système de tiges 21 de façon telle que le clapet 19 s'ouvre lorsque le clapet 20 se ferme et   vice-versa.   



   Les tuyères d'air secondaire 17 se composent de deux canaux 27 et 28, de préférence concentriques. Dans le canal extérieur 28 est disposé un dispositif de torsion 26, qui peut imprimer à l'air un mouvement de tour-   billonnement.   Grâce à un clapet de réglage 25, l'air secondaire peut s'écou- ler soit du canal 28 soit du canal 27 soit encore des deux canaux. 



   De la même fagon que dans le brûleur   l'air   peut donc s'écouler sans aucune turbulence, lorsque le clapet 5 se trouve dans la position repré- sentée. De par l'énergie cinétique élevée de l'air et dé la surface de mé- lange relativement réduite offerte par l'aur au gaz, la valeur maximum de la température de la seconde branche de la flamme sera relativement éloignée de la tuyère   17.   



   Dans l'autre position extrême du clapet de réglage 25 l'air s'écou- le exclusivement par le dispositif à torsion Il offre une grande surface de mélange et la valeur maximum de la température de la seconde branche de la flamme se situera relativement près de la tuyère   17   Les autres posi- tions du clapet de réglage 25 procurent plusieurs possibilités de réglage La position du clapet de réglage 25 peut être fixe, ou être commandée pério- diquement suivant un rythme déterminé ou l'être d'une autre fagon. 



   Le déplacement de la seconde valeur maximum de la température de la flamme peut s'effectuer, en outre, comme suit 
Par un réglage approprié de l'amenée d'air vers le brûleur 4 ou au clapet de réglage 20 une combustion incomplète est provoquée dans la bran- che "aller" de la'flamme.   L'air   secondaire amené par les tuyères 17.effectue immédiatement une combustion complète des gaz de combustion et produit un second maximum de température sur la branche "retour" de la flamme.

   Un ac- tionnement du clapet de réglage 19 a pour effet, que l'air secondaire pénè- tre jusqu'à une profondeur différente dans le four et que le second maximum de température se déplace sur la branche "retour" de la flamme 
Dans le but du déplacement automatique des deux maxima de tempé- rature, les clapets de réglage 19 et 20 peuvent être reliés avec leur sys- tème de tiges 21 au système de tiges articulées 11 du régulateur du mouteur   12.   Il en est de même pour le clapet de réglage 25. 



   Les tuyères d'air 17, au lieu d'être disposées horizontalement peuvent aussi l'être obliquement ou verticalement à des endroits plus élevés de la paroi arrière du four, de manière que l'écoulement de l'air secondaire se combine essentiellement avec la circulation des gaz de combustion. 



   Le procédé suivant l'invention qui vient d'être décrit offre les avantages suivants : 
La température initiale de la flamme est plus basse que dans le mode habituel de chauffage, de ce fait le danger de surchauffage des têtes de lingots est éliminé En outre, la perte au feu et la formation de lai- tier sont réduites dans la partie supérieure du four par l'atmosphère ré-   ductrice.   Par la production d'un maximum nouveau se déplaçant dans la par- tie inférieure on obtient que les pieds des lingots soient également bien réchauffés.

   Par le réchauffage uniforme on obtient un rendement élevé et une augmentation de la   qualitéa   De plus les jets de flamme dérivés de la branche "retour" de la flamme procurent une seconde élévation de la tempé- 

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 rature, une circulation et une turbulence supplémentaires, qui ont un effet favorable sur la compensation de température cherchée . 



   On peut mesurer les températures à des endroits appropriés de la chambre du four dans le sens de l'écoulement des brûleurs, intégrer les valeurs mesurées et les utiliser ensuite pour indiquer et/ou pour commander automatiquement la longueur de la flamme. 



   Les températures absolues peuvent être mesurées par des éléments   thermiques ou par des appareils à cellule photoélectrique ; valeurs de   mesure peuvent être transformées en couples de contre-courant d'une impor- tance égale à des températures égales, et être transmises vers un appareil indicateur ou de réglage de fagon que lorsque la température est compensée l'aiguille ou le distributeur d'impulsions pour la commande de la longueur de la flamme se trouve dans une position d'équilibra et qu'elle oscille à droite ou à gauche de cette position d'équilibre lorsqu'une différence de température se produit pour indiquer le sens de la différence de température ou pour mettre en marche le dispositif de commande au 'moyen de tâteurs ou par l'intermédiaire d'un galvanomètre à miroir,

   d'une cellule photoélectri- que et d'une amplification électronique. 



   On peut aussi régler les valeurs électriques de mesure des pyro- mètres de comparaison en utilisant des résistances d'accord pour les mêmes températures et les mêmes forces électro-motrices et, par l'installation d'un appareil de mesure à bobine tournante, connecté en parallèle de façon qu'à température compensée l'instrument soit sans tension, tandis que lors- que des différences de température se produisent, il y circule un courant dont le sens est en rapport avec la tendance de la différence de température et qui entraîne une oscillation dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens contraire de la dite bobine tournante, cette oscillation ser-   vant d'impulsion pour la commande de la longueur de la flamme. .   



   En outre on peut aussi utiliser n'importe quels appareils de me- sure différentiels ou intégrateurs. 



   La présente invention n'est pas limitée aux deux exemples d'exécu- tion représentés aux figures 1 et 2. Il va de soi, que la flamme en U dans les figures 1 et 2, qui se trouve ici dans un plan vertical, peut aus- si être conduite horizontalement ou dans n'importe quel autre plan. De mê- me le nombre des amenées d'air secondaire peut aussi être inférieur ou supé- rieur à celui des brûleurs et on peut également, en cas de nécessité, produire, avec les mêmes moyens, des troisième ou quatrième maxima de tem-   pérature   
Dans les figures 3 à 6 sont décrites plus en détail deux formes d'exécution de brûleurs à gaz, qui sont spécialement appropriés, suivant l'invention pour la réalisation du procédé 
Le gaz entre par la tubulure 31 dans la chambre à gaz 32 (fig.

   3) La chambre à gaz 32 est subdivisée par une cloison 33 en deux chambres plus petites 34 et 35 Le gaz provenant de la chambre   34   entre dans la tuyère centrale 36 et le gaz provenant de la chambre 35 entre dans l'espace annu- laire 37 entre la tuyère 36 et la tuyère extérieure 38. Dans la chambre 35 est disposé un clapet de réglage   39.   



   Si l'on ferme ce clapet de réglage 39, on peut, par exemple doubler la vitesse dans la tuyère intérieure 36, et partant, quadrupler l'énergie cinétique du jet de gaz. L'air entre par la tubulure 40, se répartit par le canal annulaire 41 et entre dans le noyau de gaz par la fente   42   inclinée vers l'axe du brûleur. Cette fente pourrait être orientée de fagon qu'il se produise un tourbillonnement lors du mélange. 



   Si l'énergie cinétique de l'air s'écoulant par la fente 42 est, par exemple, quatre fois celle du gaz lorsque sa section de passage est complètement libre, cet excès peut être complètement compensé par la fer- meture du clapet de réglage 39. Si, par exemple, l'énergie cinétique des jets d'air n'est que deux fois celle du courant de gaz, cette proportion 

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 peut aussi être inversée; en effet, lorsque le clapet de réglage 39 est fermé, l'énergie cinétique du courant de gaz est le double de celle des jets d'air, de façon que le brûleur fonctionne dans ce cas comme brûleur à diffusion. 
 EMI8.1 
 



  L9intérieur du brûleur peut être muni de fagon connue, d'une ou- verture de nettoyage et de visite   43, ':qui   peut être fermée à l'arrière par un couvercle 44 muni d'un regard vitré 
Au lieu d'être disposé dans la chambre 35,le clapet de réglage 39 peut également être disposé dans la chambre 34 ou dans les deux cham- bres., ou bien un clapet de réglage commun   45   est disposé à la cloison 33, comme représenté par la figure 5 
Dans la forme d'exécution du brûleur représentée aux figures 5 et 6, le bord de la tuyère extérieure 48 est ondulé, de fagon à créer une suc- cession alternative de chambres 46 et 47;

   les chambres 46 étant alimentées par les tubulures   40   et les chambres 47 par la chambre annulaire 35 
En procurant aux parois des chambres 46 et 47 un profil approprié on peut donner aux fluides qui y circulent une torsion et une direction tan- gentielle à un tourbillon circulaire théorique 
Trois possibilités de réglage caractéristiques du brûleur repré- senté à la figure 5, sont détaillées ci-après à titre d'exemple, il reste entendu que toutes autres allures intermédiaires restent possibles. a) Dans la position du clapet de réglage   45.,   représentée dans la figure 5, seule la tuyère 36 est chargée du fluide à brûler. Le fluide s' écoule donc axialement avec une énergie cinétique importante. Par suite de l'énergie cinétique importante l'effet de torsion de l'air extérieur est , peu important.

   La flamme a dans cette position sa plus grande longueur. b) Dans la position moyenne du clapet de réglage 45 le fluide cir- culant axialement s'écoule relativement lentement du fait que la section de passage est complètement   utiliséea   Par la forme ondulée du bord de la tuyère extérieure   48,   les sections transversales extérieures de gaz 47 et les sections transversales d'air 46 sont alternées de fagon que le gaz et l'air sont partiellement pré-mélangés sous contrainte, tandis que la partie restante du fluide circulant axialement, s'écoule par la tuyère 36 en circuit fermé.

   Il se produit, dans ce cas, une flamme tourbillon- nante de longueur moyenne. c) Dans la position du clapet de réglage   45   représentée en traits interrompus, le gaz est contraint de s'écouler exclusivement par les sec- tions transversales des tuyères à gaz disposées de fagon ondulée entre les tuyères à air. L'air et le gaz sont donc mélangés très effectivement, et entrent en tourbillonnant dans la section transversale de mélange du brûleur. Par conséquent, il se produit une flamme courte et droite, à la suite du bon mélange des fluides combustibles. 



   Comme défini plus haut, les sections transversales d'écoulement, pour le gaz et l'air peuvent être interverties. 
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1) Procédé pour le chauffage des fours à réchauffer, caracté- risé en ce que, indépendamment des quantités amenées de combustible et air,la longueur de la flamme est modifiée de fagon que la valeur maxi- mum de la température de la flamme peut être déplacée à plusieurs repri- ses d'un côté à l'autre pendant une même période de chauffage.

Claims (1)

  1. 2) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de réglage de la vitesse de mélange des brûleurset partant, de la longueur de la flamme, sont commandés d'une fagon continue, périodique ou progressive.
    3) Procédé suivant les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lors de l'utilisation de plusieurs brûleurs., le réglage de la longueur <Desc/Clms Page number 9> de la flamme des brûleurs individuels ou des groupes de brûleurs , par rap- port aux autres brûleurs s'effectue en déphasage,plus particulièrement en un rythme à sens opposé et/ou avec une autre fréquence.
    ) Procédé suivant une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lors de l'utilisation de plusieurs brûleurs, le réglage de la lon- gueur de la flamme, des brûleurs individuels ou des groupes de brûleurs, s'effectue de fagon que la valeur maximum de la température de la flamme n'intéresse qu'une partie de la chambre du four.
    5) Procédé suivant une des revendications 1à 4, caractérisé en ce que lors de l'utilisation d'un dispositif de réglage pour la charge (réglage de la quantité amenée de combustible et d'air) la vitesse du ré- glage de la longueur de la flamme par rapport à la vitesse du réglage de la charge est sensiblement ralentie.
    6) Procédé suivant une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le chauffage sur la branche "aller" de la flamme est fait avec pénu- rie d'air et que de l'air de combustion secondaire est ajouté aux gaz de combustion incomplètement brûlés après que ceux-ci ont atteint leur maximum de température, de façon à produire un second maximum dans la branche "re- tour" de la flamme 7) Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le réglage des tuyères d'air secondaires, plus particulièrement par la varia- tion de pression,de la quantité et de la torsion, la seconde valeur maxi- mum de la température de la flamme est déplacée dans le four dans un sens alternatif, de façon à donner lieu à une compensation de température.
    8) Procédé suivant les revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que, indépendamment de la quantité amenée de combustible et d'air, la vi- tesse de mélange et, partant, la longueur de la flamme des brûleurs indi- viduels ou des groupes de brûleurs est modifiée de façon que la première valeur maximum de la température de la flamme soit -également déplacée dans le four, dans un sens alternatif.
    9) Procédé suivant les revendications 6, 7 ou 8, caractérisé en ce .que les organes de réglage pour les tuyères d'air secondaires et/ou pour la longueur de la flamme des brûleurs au moyen de n'importe quels moyens de commande communs sont commandés suivant un rythme prédéterminé, périodique, continu ou progressif 10) Procédé suivant une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la température de la chambre du four est mesurée en des endroits ap- propriés et que les différences de température relevées sont utilisées pour la commande manuelle ou automatique de la longueur de la flamme 11) Procédé suivant une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que un réglage est prévu dans lequel, dans un plan du four ou trans- versalement à la direction d'écoulement des brûleurs,
    de préférence dans le plan de mesure de la température moyenne.du four, les différences de tempé- rature se produisant sont mesurées et utilisées par le régulateur de charge, pour la distribution des combustibles aux brûleurs individuels ou aux grou- pes de brûleurs, pour obtenir une température uniforme du four.
    12) Procédé suivant une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que pour le réglage de la vitesse de la combustion et partant de la lon- gueur de la flamme il est fait usage d'un brûleur à gaz avec mélange à tur- bulence dans lequel les fluides participant à 'la combustion sont amenées au travers de plusieurs sections transversales, de préférence concentriques, vers l'orifice du brûleur, et en ce que les sections transversales d'écoule- ment des deux fluides,mais de préférence la section transversale d'écoule- ment pour un fluide s'écoulant axialement, sont subdivisées par des cloiscns et sont construites de manière à pouvoir être réglées individuellement, de façon que.par la variation des sections transversales, les vitesses relati- ves,
    l'importance des surfaces de mélange et l'effet de torsion puissent ê- tre influencées @ <Desc/Clms Page number 10> 13) Dispositif pour la réalisation du procédé suivant la revendi- cation 12, caractérisé en ce qu'il comporte un brûleur à gaz, dans lequel les fluides participant à la combustion sont conduits au travers de plusieurs sections transversales, de préférence concentriques, vers l'orifice du brû- leur et dans lequel, en vue du réglage de la vitesse de la combustion, ou de la longueur de la flamme, les fluides de combustion sont mélangés de fagon que le fluide amené par la section transversale extérieure, s'écoule sous forme de jets inclinés vers l'axe du brûleur et de préférence orientée tangentiellement à un tourbillon circulaire,
    dans le fluide conduit axiale- ment et dont l'énergie cinétique est réglable 14) Dispositif pour la réalisation du procédé suivant la revendica- tion 12, caractérisé en ce qu'il comporte un brûleur à gaz, dans lequel les fluides participant à la combustion, sont conduits vers l'orifice du brû- leur au travers d'au moins trois ou plusieurs sections transversales, de préférence concentriques, et dans lequel, pour le réglage de la vitesse de la combustion, ou de la longueur de la flamme, un des fluides s'écoule par l'une des sections transversales intérieures et peut être amené totale- ment ou partiellement aux tuyères du brûleur en passant par l'une ou l'autre des dites sections réglables, tandis que l'autre fluide s'écoule en passant la section transversale extérieure,
    la turbulence du mélange étant atteinte du fait que le bord extérieure de la tuyère du fluide amené axialement est ondulé et forme avec la tuyère intérieure cylindrique du fluide s'écoulant axialement et avec l'orifice conique d'entrée de l'autre fluide, une plura- lité de canaux d'écoulement juxtaposés, inclinés vers l'axe du brûleur et qui sont parcourus alternativement par l'un ou l'autre fluide et qui, pour le reste, présentent une forme telle, que leurs cloisons parallèles à l'axe sont orientés tangentiellement à un tourbillon circulaire 15) Dispositif suivant une des revendications 13 ou 14, caracté- risé en ce que les sections transversales d'amenée, de préférence concen- triques, sont raccordées à des chambres munies d'organes d'arrêt et de ré- glage, d'un boîtier de répartition commun,
    ces chambres étant formées par des cloisons disposées dans le dit boîtier.
    16) Orifice de brûleur pour la réalisation du procédé suivant les revendications 1 à 12, caractérisé en ce que cet orifice présente des sections transversales, de préférence rondes, et en ce qu'il est limité,en coupe longitudinale verticale à la partie supérieure, par une droite ho- rizontale ou faiblement inclinée, ou peu courbée, et à la partie inférieure, par rapport à l'axe du brûleur par une courbe à pas croissant
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3994670A (en) * 1974-07-26 1976-11-30 British Steel Corporation Furnace heating

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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