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FOUR A SECOUSSES OU FOUR A SOLE A ROULEAUX.
Dans les fours à secousses connus jusque présent, le traitement thermique, par exemple celui de matières laminées ou forgées a lieu surtout dans des zones différentes se différenciant plus ou moins les unes des autres par leur mode de construction et par le chauffage. A la fin du traitement thermique., les matières parviennent dans ce que l'on appelle la zone d'égalisation, où elles doivent recevoir jusqu'à coeur une température égaliséeo
Lors du chauffage usuel jusque présent, effectué à l'aide de brûleurs et de combustibles de tout genre,, en particulier dans le cas de combustibles à haut pouvoir calorifique, il prend naissance,, à proximité des brûleurs, lorsqu'on effectue.,, pour économiser du combustible, un préchauffage poussé du gaz combustible et/ou de l'air,
des températures qui se situent sensiblement au-dessus du niveau désiré d'égalisation de température de la matière. Cela conduit à des températures inégales et à une formation poussée et inégale de battitures sur les surfaces de la matière enveloppée par les flammes, ce qui détruit l'égalisation de la chaleur et produit une perte de matière par suite du crémao
L'invention consiste maintenant à lier par une mise en circulation des gaz brûlés, la chaleur libérée par la combustion., à un volume assez grand de gaz brûlés.
Cela procure les avantages suivants : Il se forme, dans la chambre des flammes des différences de température plus minimes et une atmosphère plus uniformeo La quantité assez grande de gaz brûlés assure un meilleur remplissage, de plus grandes vitesses des gaz sur la surface de la matière et, par suite une meilleure transmission de la chaleur.
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Cela permet de plus, pour un rendement déterminé, de maintenir plus petite la différence de température entre les gaz brûlés et la matière et par suite, de donner une meilleure forme, aussi bien à l'égalisation de la température, qu'à la formation de battitures sur la matière. Une atmosphère plus uniforme a également, lors d'une circulation des gaz brûlés.. une influence favorable sur la formation des battitures.
Par suite du plus grand volume des gaz brûlés dans le cas d'une circulation desdits gas brûlés, on peut également adopter une plus grande chambre de flammes au-dessus de la matière à travailler, permettant une combustion complète des gaz brûlés à l'intérieur de cette enceinte de flammes et assurant des couches de gaz plus épaisses avec des rayonnements gazeux relativement plus favorables en correspondance et plus uniformes.
Dans le cas d'un rendement réduit du four, qui peut être causé par des influences diverses en dépendance du traitement ultérieur de la ma- tière. on amène aux brûleurs.. dans une mesure accrue, une fraction élevée de gaz brûlés, ce qui permet d'obtenir le résultat suivant
1) La longueur des flammes est augmentée.
2) La température des flammes et, par suite, la perte de chaleur entre les flammes et la matière chauffée, sont âbaissées en correspondance avec le besoin le plus faible.
3) La circulation des gaz de combustion est, malgré l'amenée moindre de chaleur, maintenue toutefois assez élevée pour que la chambre au-dessus du foyer d'égalisation soit remplie et qu'il ne puisse pas se produire de dépression.
L'invention a pour but, en particulier, d'assurer convenablement et modérément l'égalisation de chaleur nécessaire pour une matière de bonne qualité et de réduire le créma à la valeur la plus petite possible.
L'utilisation d'une circulation des gaz de fumée pour prolonger la flamme et pour abaisser la température de pointe est connue en elle-même.
Les avantages surprenants qu'on obtient en utilisant un chauffage de ce genre pour des fours à secousses ou des fours à sole à rouleaux, en particulier pour le four d'égalisation, ne sont toutefois pas encore connus jusqu'à présent et on n'a, en conséquence, pas encore à l'heure actuelle mis en oeuvre un tel chauffage dans le cas de fours à secousses ou de fours à sole à rouleauxo
Différentes formes de réalisation de l'invention sont représentées à titre d'exemple dans les figures 1, 2 et 3 illustrant un four à secousses représenté en coupe longitudinale verticale. Les formes d'exécution ne se limitent pas à celles représentées.
Il est par exemple possible sans autres d'utiliser avantageusement la circulation des gaz brûlés non seulement pour la zone d'égalisation, mais aussi pour les autres zones, en particulier dans le cas de grands fours et/ou de larges fours.
La figo 1 montre un four à secousses à deux zones.
La matière 1 est poussée dans le four par un pousse-bloc 2 représenté schématiquement et traverse d'abord, sur des rails de glissement en fer refroidis à l'eau, la zone de préchauffage 3, dans laquelle elle est chauffée par en haut par les gaz brûlés venant de la zone de chauffage /,. et par en bas par des brûleurs inférieurs 6. La matière parvient ensuite dans la zone de chauffage ¯4 où elle est chauffée par des brûleurs 7, mais éventuellement aussi encore par des brûleurs supplémentaires non représentés sur le dessin et disposés dans les parois latérales du four à secousses.
Pratiquement les blocs présentent., par suite de l'échauffement rapide,. après leur passage au travers de la zone de chauffage 4,entre la surface enveloppée par les gaz de combustion et le noyau du bloc ou les fa-
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ces latérales et inférieures non enveloppées, une différence de températu- re de plus de 100 Co
Il est même souvent usuel de chauffer davantage la surface à chauffer au-dessus de la température uniforme désirée pour le bloc., afin que dans la phase suivante la chaleur emmagasinée ici puisse s'écouler.. pour assurer un chauffage uniforme et plus rapide de la totalité du bloc, Ce mode de fonctionnement nécessite toutefois une consommation élevée de cha- leur et cause une formation plus importante de battitures sur la surface surchauffée du bloc.
Normalement l'égalisation de la température du bloc 1 a lieu dans la zone d'égalisation 5, dans laquelle on maintient, à l'aide des brû- leurs 8, une température des flammes située seulement le moins possible au- dessus de la température désirée du bloc. Ceci est obtenu, conformément à l'invention,par le fait que l'on amène aux brûleurs 8, en dehors du gaz préchauffé dans un récupérateur 9, un mélange fortement préchauffé d'air et de gaz de fumée.
Les gaz de fumée quittant la zone d'égalisation.,, ou une partie desdits gaz, sont soutirés par un canal d'échappement au travers d'un récupérateur 13 en pierre adopté dans cet exemple d'exécution et ils cèdent leur chaleur à un mélange d'air et de gaz de fuméeo L'air a déjà été préchauffé à 400-500 C dans le récupérateur 2. en pierre et parvient, par la tubulure 11 de vent chaude dans une soufflerie 14 aspirant également dans un canal 15, par l'intermédiaire d'un papillon de réglage 16, des gaz de fumée qui se mélangent avec l'air chaud provenant de la tubulure 11 et qui chauffés à 800-900 C par le récupérateur 13 sont envoyés, par un canal 19, aux brûleurs 8.
Cette disposition permet d'augmenter au choix la circulation des gaz brûlés et de l'adapter largement aux exigenceso Les brûleurs 1 et sont alimentés, à partir d'une tubulure 10 de gaz chaude en gaz préchauffé dans le récupérateur 9,et les brûleurs 2 sont alimentés également en air préchauffé par la tubulure 11 de vent chaud,, tandis que les brûleurs 6, dans le but de ménager les blocs 1 lors du traitement d'acier de qualité, sont alimentés par exemple avec des agents froids.
Naturellementil est également possible d'alimenter la zone de chauffage ! avec une circulation de gaz brûlés
La disposition centralisée des tubulures 2 et pour le chauffage des zones ! et 2 simplifie la surveillance des brûleurs et rend l'installation moins chèreo Grâce à la combustion dans le même sens que celui de l'avance des blocs le long du toit., et grâce à l'arrosage de la matière à traiter avec le courant en sens inverse des gaz brûlés, on obtient une finition pratiquement complète des réactions de combustion avant que les gaz brûlés ne parviennent sur la matière et sur sa surface, de telle sorte qu'il ne se produit pas de post-combustions formant des battitureso Dans cette disposition,
les gaz brûlés doivent traverser deux fois la chambre depuis le brûleur jusqu'à la paroi frontale et de cet endroit en sens inverse jusqu'à l'échappement 12 des gaz brûlés, ce qui conduit à un meilleur remplissage de la chambre et à des couches de gaz rayonnantes plus épaisses pour des pertes de pression moindres. Pour obliger les gaz brûlés à lécher la surface de la matière de la façon la plus intense possible., le toit du four est abaissé entre les zones et / et est pourvu de parois 17 freinant le passage des gazo
Les brûleurs et ventilateurs sont, en vue du réglage des températures, des pressions, des quantités de gaz, d'air et de gaz brûlés,commandés de préférence automatiquement,, de manière à obtenir une adaptation au rendement variable du four et aux propriétés variables du gaz et de l'air.
Dans les exemples d'exécution suivant les figures 2 et 3, les gaz brûlés, ou une partie desdits gaz,, sont aspirés de la zone d'égalisation
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5 par des canaux de gaz brûlés 20. Les brûleurs 1 sont réalises sous la forme de brûleurs à injecteur. L'air chaud, à une température de 800 à 900 C, qui est envoyésous haute pression depuis le récupérateur 9,par l'intermédiaire de la tubulure 11 de vent chaud, aux brûleurs .1 à injecteur, aspire les gaz brûlés dans le canal 20. On peut également envoyer sous haute pression aux brûleurs à injecteur du gaz et de l'air préchauffés, ce qui permet d'obtenir sur la racine des flammes un effet d'aspiration plus fort sur les gaz brûlés en circulation.
Dans la forme d'exécution suivant la fig. 3, les gaz brtzlés aspirés à 650 C environ des échappements 21, de manière réglable suivant la courbe de température du four, à l'aide d'un ventilateur 22, sont envoyés au choix, par une tubulure isolée 23 des gaz brûlés, au canal 19 et aux brûleurs !le
On peut également combiner les systèmes de chauffage suivant les figures 2 et 3, pour obtenir au point d'aspiration des brûleurs 8 des températures plus élevées que ce n'est possible suivant la figure 3, compte tenu du ventilateur.
REVENDICATIONS.
1) Procédé pour le chauffage de fours à secousses ou de fours à sole à rouleaux, caractérisé en ce qu'on mélange aux gaz combustibles, dans la zone d'égalisation, d'une façon continue ou par intervalles,un mélange, de préférence fortement préchauffé, d'air et de gaz brûlés.
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SHAKER OVEN OR ROLLER SUN OVEN.
In the shaking furnaces known hitherto, the heat treatment, for example that of rolled or forged materials, takes place above all in different zones which differ more or less from each other by their method of construction and by the heating. At the end of the heat treatment, the materials reach what is called the equalization zone, where they must receive an equalized temperature up to the core.
During the usual heating hitherto, carried out using burners and fuels of all kinds, in particular in the case of fuels with high calorific value, it originates, near the burners, when carried out. , to save fuel, extensive preheating of the fuel gas and / or air,
temperatures which are substantially above the desired level of material temperature equalization. This leads to uneven temperatures and extensive and uneven scale formation on the surfaces of the material enveloped by the flames, which destroys the heat equalization and produces a loss of material as a result of the crema.
The invention now consists in linking, by circulating the burnt gases, the heat released by combustion., To a fairly large volume of burnt gases.
This provides the following advantages: Smaller temperature differences and a more uniform atmosphere are formed in the flame chamber o The large enough quantity of burnt gases ensures better filling, higher gas velocities on the surface of the material and, as a result, better heat transmission.
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This also makes it possible, for a determined yield, to keep the temperature difference between the burnt gases and the material smaller and therefore to give a better shape, both to the temperature equalization and to the formation. of scale on the material. A more uniform atmosphere also has, during a circulation of the burnt gases, a favorable influence on the formation of scale.
As a result of the greater volume of the burnt gases in the case of a circulation of said burnt gases, it is also possible to adopt a larger flame chamber above the material to be worked, allowing complete combustion of the gases burnt inside. of this flame enclosure and providing thicker gas layers with relatively more favorable corresponding and more uniform gas radiations.
In the case of reduced efficiency of the furnace, which can be caused by various influences depending on the further processing of the material. a high fraction of burnt gas is brought to the burners .. to an increased extent, which makes it possible to obtain the following result
1) The length of the flames is increased.
2) The temperature of the flames, and hence the heat loss between the flames and the heated material, are lowered in accordance with the lower requirement.
3) The circulation of the combustion gases is, despite the reduced heat input, however kept high enough so that the chamber above the equalization hearth is filled and that no negative pressure can occur.
The object of the invention is, in particular, to ensure suitably and moderately the heat equalization necessary for a good quality material and to reduce the crema to the smallest possible value.
The use of flue gas circulation to prolong the flame and to lower the peak temperature is known per se.
The surprising advantages which are obtained by using such a heater for shaker furnaces or roller hearth furnaces, in particular for the equalization furnace, however, are not yet known until now and have not been known until now. has, therefore, not yet at the present time implemented such heating in the case of shaker furnaces or roller hearth furnaces.
Different embodiments of the invention are shown by way of example in Figures 1, 2 and 3 illustrating a shaking oven shown in vertical longitudinal section. The embodiments are not limited to those shown.
It is for example possible without others to advantageously use the circulation of the burnt gases not only for the equalization zone, but also for the other zones, in particular in the case of large furnaces and / or large furnaces.
Figo 1 shows a two-zone shaker oven.
The material 1 is pushed into the furnace by a block pusher 2 shown schematically and first passes through, on water-cooled iron sliding rails, the preheating zone 3, in which it is heated from above by the burnt gases coming from the heating zone / ,. and from below by lower burners 6. The material then arrives in the heating zone ¯4 where it is heated by burners 7, but possibly also by additional burners not shown in the drawing and arranged in the side walls of the shaking oven.
Practically the blocks present., As a result of the rapid heating ,. after their passage through the heating zone 4, between the surface enveloped by the combustion gases and the core of the block or the fa-
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these lateral and lower non-enveloped, a temperature difference of over 100 Co
It is even often customary to further heat the surface to be heated above the desired uniform temperature for the block, so that in the next phase the heat stored here can flow out .. to ensure uniform and faster heating of the block. the entire block. This operating mode, however, requires high heat consumption and causes more scale formation on the overheated surface of the block.
Normally the temperature equalization of block 1 takes place in the equalization zone 5, in which, with the help of the burners 8, a flame temperature is maintained which is only as little as possible above the temperature. desired from the block. This is obtained, in accordance with the invention, by the fact that one brings to the burners 8, apart from the gas preheated in a recuperator 9, a strongly preheated mixture of air and flue gas.
The flue gases leaving the equalization zone. ,, or a part of said gases, are withdrawn by an exhaust channel through a stone recuperator 13 adopted in this exemplary embodiment and they give up their heat to a mixture of air and flue gas o The air has already been preheated to 400-500 C in the stone recuperator 2. and arrives, through the hot wind pipe 11 in a blower 14 also sucking in a channel 15, through through a control butterfly 16, flue gases which mix with the hot air coming from the pipe 11 and which heated to 800-900 C by the recuperator 13 are sent, through a channel 19, to the burners 8.
This arrangement makes it possible to increase the circulation of the burnt gases as desired and to adapt it widely to the requirements o The burners 1 and are supplied, from a hot gas pipe 10 with gas preheated in the recuperator 9, and the burners 2 are also supplied with preheated air by the hot blast pipe 11, while the burners 6, in order to spare the blocks 1 during the treatment of quality steel, are supplied for example with cold agents.
Of course, it is also possible to supply the heating zone! with a circulation of burnt gases
The centralized arrangement of the pipes 2 and for the heating of the zones! and 2 simplifies the monitoring of the burners and makes the installation less expensive Thanks to the combustion in the same direction as that of the advance of the blocks along the roof., and thanks to the spraying of the material to be treated with the current in the opposite direction to the burnt gases, a practically complete completion of the combustion reactions is obtained before the burnt gases reach the material and its surface, so that post-combustions do not occur forming scales. this provision,
the burnt gases must pass through the chamber twice from the burner to the front wall and from this place in the opposite direction to the exhaust 12 of the burnt gases, which leads to better filling of the chamber and to layers thicker radiant gases for less pressure loss. In order to force the burnt gases to lick the surface of the material as intensely as possible, the roof of the furnace is lowered between the zones and / and is provided with walls 17 slowing the passage of the gaso.
The burners and fans are, with a view to adjusting the temperatures, pressures, quantities of gas, air and burnt gases, preferably automatically controlled, so as to obtain an adaptation to the variable efficiency of the furnace and to the variable properties gas and air.
In the embodiments according to Figures 2 and 3, the burnt gases, or a portion of said gases, are sucked from the equalization zone
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5 by burnt gas channels 20. The burners 1 are made in the form of injector burners. The hot air, at a temperature of 800 to 900 C, which is sent under high pressure from the recuperator 9, through the hot blast pipe 11, to the injector burners .1, sucks the burnt gases in the channel 20. It is also possible to send preheated gas and air under high pressure to the injector burners, which makes it possible to obtain on the root of the flames a stronger suction effect on the flue gases in circulation.
In the embodiment according to FIG. 3, the brtzlés gases sucked at approximately 650 C from the exhausts 21, in an adjustable manner according to the temperature curve of the furnace, using a fan 22, are sent as desired, by an insulated pipe 23 of the burnt gases, to the channel 19 and the burners!
It is also possible to combine the heating systems according to FIGS. 2 and 3, in order to obtain higher temperatures at the suction point of the burners 8 than is possible according to FIG. 3, taking into account the fan.
CLAIMS.
1) Process for heating shaker furnaces or roller hearth furnaces, characterized in that the combustible gases are mixed in the equalization zone, continuously or at intervals, a mixture, preferably strongly preheated, air and flue gas.