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Procédé et dispositif pour le retrait de dépôts solides dans des fours et enceintes analogues.
La présente invention concerne un procédé pour le retrait de dépôts solides, tels que les scories ou laitiers, situés dans des enceintes à haute température, comme les fours, les bassins de réception pour les scories de ceux-ci ou autres enceintes analogues, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé. Ce procédé est notamment applicable aux bassins de
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réception pour les scories des fours d'aciérie Siemens-Martin, Dans de tels fours, on fait circuler à la surface du bain de métal en fusion, des gaz brûlés à très haute température afin de réchauffer le métal et de l'affiner. Il se forme à la surface du bain une scorie liquide.
Certains éléments de la scorie, tels que des oxydes, sont entraînés par le courant gazeux et, afin de les empêcher de parvenir jusqu'aux récupérateurs qui servent à récupérer la ohaleur des gaz de combustion pour le préchauffage de l'air, on recueille ces particules de scorie dans ''des bassins de réception disposés entre le four et les récupéra- teurs. Après un certain temps le courant gazeux est inversé afin de chauffer les récupérateurs refroidis et d'utiliser la chaleur accumulée dans les récupérateurs chauds.
Ces bassins de réception pour scories sont des chambres ou enceintes assez grandes qui sont traversées à leur sommet par les gaz. Ceux-ci subissent un changement brusque de direction, ce qui provoque la séparation des particules de scories qui se déposent alors dans le fond des chambres. Bien souvent cette séparation est également provoquée par le ralentissement des gaz. Les scories remplissent progressivement les bassins de réception et, au bout d'un certain temps, il faut les évacuer.
Toutefois les scories forment une masse monolithique de texture analogue à celle de la pierre.
Selon un procédé connu, pour enlever ces scories on forme des trous dans la masse compacte et l'on fait exploser des charges d'explosif disposées dans ces trous. Un autre procédé connu consiste à briser la masse de scorie avec des marteaux pneumatiques. Lors d'opérations de ce genre des opérateurs doivent pénétrer dans les chambres de séparation des scories et y travailler ce qui n'est possible que lorsque la masse de scorie et les
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parois de la chambre ont été refroidies de faon très notable.
Comme il faut reprendre l'exploitation du four dans les délais les plus rapprochés, on entreprend d'enlever les soories aussitôt que possible et cette opération ne va pas sans de graves dangers et inconvénients pour le personnel. Les explosifs risquent de détoner spontanément sous l'influence de la chaleur avant la mise à feu volontaire, ce qui est également une cause de danger au moment de la mise en place des explosifs. En outre, l'enlèvement proprement dit des scories prend beaucoup de temps. Dans d'autres installations comportant des fours, des bassins de réoeption pour les scories ou outres dispositifs analogues, on se .heurte à des difficultés du même ordre, qu'il s'agisse d'enlever des scories ou d'autres dépôts.
La présente invention a pour but de permettre un retrait plus rapide de ces dépôts, avec le concours d'un personnel réduit.
Le procédé conforme à la présente invention est remarquable par l'utilisation d'un ou de plusieurs tubes qui sont placés dans le bassin de réception pour scories avant l'accumulation des dépôts, lesdits tubes étant disposés dans l'espace ultérieure- ment occupé par les dépôts, en ce que l'onfait circuler un fluide réfrigérant dans les tubes en cours d'opérations eten ce que, pour l'enlèvement des scories, on fait exploser dans lesdits tubes des charges d'explosif. Cette explosion détruit les tubes.
Néanmoins il s'est avéré en pratique que l'on réalisait ainsi une économie de temps considérable et une dislocation très efficace des dépôts. Avec le procédé conforme à la présente invention il n'est plus nécessaire que les opérateurs.pénètrent dans la chambre pour disloquer les dépôts. Il est tout au plus nécessaire d'y 'pénétrer dans certains cas pour enlever les dépôts disloqués et
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aussi, éventuellement, pour réparer le garnissage de la chambre.
Toutefois, cette opération est très facile et ne prend pas beaucoup de temps. En outre, les parois de la chambre se refroidissent rapidement après le retrait des dépôts qui possèdent des propriétés hautement calorifiantes.
D'autre part dans le procédé conforme à la présente invention, les tubes sont, de préférence, de simples tubes métalliques, un ou plusieurs de ces tubes étant placés, au début des opérations, à une faible distance de la surface sur laquelle les dépôts se rassemblent tout d'abord (par exemple du fond), un ou plusieurs autres tubes étant placés ultérieurement à une distance plus grande de la dite surface lorsque l'espace considéré s'est partiellement rempli de dépôt.
De cette manière, les tubes ne sont exposés à la pleine température des gaz que pendant une période de courte durée et sont rapidement recouverts et entourés de dépôts. En outre, on peut ainsi avantageusement utiliser le plus petit nombre possible de tubes. Les tubes qui sont introduits par la suite peuvent être simplement posés sur les dépôts déjà formés. Evidem- ment, ceci suppose que l'on ait le moyen d'introduire les tubes en cours de fonctionnement sans gêner l'exploitation, ce qui peut être réalisé par exemple au moyen de passages pratiqués dans les parois de la chambre et qu'il est possible de boucher hermétiquement après usage. On peut aussi enlever une -ou. plusieurs briques de la paroi en question pour mettre les tubes en place.
On peut faire sauter les tubes un par un, ou par groupes, en procédant de préférenoe du haut vers le bas et en tenant compte de la forme présentée par la surface du bloc de scories, la- quelle n'est pas toujours horizontale.
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Selon une forme d'exécution proférée de la présente invention, un tube de plus petit diamètre est introduit dans l'un quelconque des tubes mentionnés ci-dessus et un fluide de refroidissement est introduit par l'un des deux tubes concentriques, l'autre tube servant au retour de telle manière que le liquide se dirige d'abord de l'entrée vers l'extrémité du premier tube et revienne en sens inverse par le second.
Dans ae cas, le plus gros des deux tubes est obturé à l'une de ses extrémités. On introduit les explosifs dans les tubes, immédiatement après l'interruption du passage du fluide réfrigérant, par exemple en y glissant un tube plus petit qui contient les explosifs et les cordons de mise à feu, le second tube de diamètre inférieur (pour le refroidissement) ayant été enlevé, ou non. Ce tube plus petit, contenant les explosifs, peut être obturé à ses deux extrémités. Il peut aussi être flexi- ble, ce qui évitera des ennuis au cas où le gros tube aurait été déformé par la chaleur ou par toute autre cause. De cette manière, les explosifs peuvent être rapidement introduits, immédiatement après le refroidissement, ce qui exclut le risque d'auto-allumage. L'usage d'un tube plus petit contenant les explosifs renforce encore cette sécurité.
Le fluide de refroidissement peut être amené aux tubes et évacué de deux¯ci au moyen d'un système de canalisations à poste fixe muni de tuyaux flexibles pour raccorder ledit système aux tubes. Pour la mise à feu des explosifs, les tuyaux flexibles sont débranchés des tubes.
La présente invention est également relative à une chambre à haute température comme un four ou le bassin de réception pour scories d'un four, une paroi'de ladite chambre comportant une ou plusieurs ouvertures permettant d'introduire des tubes destinés à exploser au sein de ladite chambre, ainsi
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qu'à des dispositifs permettant de faire circuler un fluide réfrigérant dans lesdits tubes et d'y introduire des explosifs, pour la mise en oeuvre du procédé conforme à la. présente invention.
En fonction du type de chambre à haute température où se forment les dépôts on peut disposer les tubes dans toute position désirée ou selon toute disposition souhaitée, que ce soit horizontalement, obliquement ou verticalement. conformément à un procédé déjà connu pour l'enlèvement des scories contenues dans le bassin de réception pour'les scories d'un four Siemens-Martin, on construit dans ladite chambre des cloisons qui portent des éléments en terre réfractaire; munis d'un trou. On peut disposer entre les cloisons, au fond de la chambre, des rangées de ces éléments. Leurs trous constituent un canal continu dans lequel on peut introduire et faire sauter une charge d'explosifs afin de faciliter l'enlèvement des scories.
Après l'explosion, il faut reconstruire les cloisons portant les éléments perforés ; -ces cloisons et ces éléments sont coûteux et occupent une partie importante de l'espace utile dans la chambre. es scories auront en outre tendance à former des voûtes entre les cloisons, ce qui réduit encore l'espace utile.
La mise en place des explosifs est une opération fort dangereuse car il n'y a pas de refroidissement. On peut éviter l'explosion spontanée en attendant jusqu'à ce que le bloc de scories ait suffisamment refroidi. Il n'y a aucune possibilité d'assurer le refroidissement des canaux, car ces canaux sont formés d'éléments de terre réfractaire distincts qui ne définissent pas un passage étanche aux fluides.
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Le procéda conforme à la présente invention peut être mis en oeuvre plus vite, avec plus de sécurité et à bien moindres frais. Dans le procède conforme à la présente invention les tubes peuvent être introduits en cours d'exploitation en des points qui seront fonction de la forme du bloc de scories, ce qui accroîtra très notablement l'efficacité du procédé.
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Method and device for the removal of solid deposits in furnaces and the like.
The present invention relates to a process for the removal of solid deposits, such as slag or slag, located in high temperature enclosures, such as ovens, reception basins for the slag thereof or other similar enclosures, as well as a device for implementing said method. This process is particularly applicable to basins of
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reception for the slag from the Siemens-Martin steelworks furnaces. In such furnaces, flue gases at very high temperature are circulated on the surface of the bath of molten metal in order to heat the metal and refine it. A liquid slag forms on the surface of the bath.
Some elements of the slag, such as oxides, are entrained by the gas stream and, in order to prevent them from reaching the recuperators which serve to recover the heat from the combustion gases for preheating the air, these are collected. slag particles in '' reception basins arranged between the furnace and the collectors. After a certain time the gas flow is reversed in order to heat the cooled recuperators and to use the heat accumulated in the hot recuperators.
These slag reception basins are fairly large chambers or enclosures which are crossed at their top by the gases. These undergo a sudden change of direction, which causes the separation of the slag particles which then settle in the bottom of the chambers. Very often this separation is also caused by the slowing down of the gases. The slag gradually fills the receiving basins and, after a certain time, they must be removed.
However, the slag forms a monolithic mass with a texture similar to that of stone.
According to a known method, to remove this slag, holes are formed in the compact mass and explosive charges placed in these holes are detonated. Another known method consists in breaking up the slag mass with pneumatic hammers. During operations of this kind, operators must enter the slag separation chambers and work there, which is only possible when the mass of slag and the
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walls of the chamber have been cooled in a very notable way.
As it is necessary to resume the operation of the furnace as soon as possible, one undertakes to remove the soories as soon as possible and this operation is not without serious dangers and inconveniences for the personnel. Explosives may detonate spontaneously under the influence of heat before intentional firing, which is also a cause of danger when setting explosives. In addition, the actual removal of the slag takes a long time. In other installations comprising furnaces, reception basins for the slag or other similar devices, there are difficulties of the same order, whether it is a question of removing slag or other deposits.
The object of the present invention is to allow a faster withdrawal of these deposits, with the assistance of a reduced staff.
The process according to the present invention is remarkable by the use of one or more tubes which are placed in the slag receiving basin before the accumulation of the deposits, said tubes being arranged in the space subsequently occupied by the slag. deposits, in that a refrigerant fluid is circulated in the tubes during operations and in that, for the removal of slag, explosive charges are detonated in said tubes. This explosion destroys the tubes.
Nevertheless, it has been found in practice that a considerable saving of time and a very efficient dislocation of the deposits were thus achieved. With the process according to the present invention it is no longer necessary for the operators to enter the chamber in order to dislodge the deposits. It is at most necessary to penetrate therein in certain cases to remove the dislocated deposits and
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also, possibly, to repair the lining of the chamber.
However, this operation is very easy and does not take much time. In addition, the walls of the chamber cool rapidly after the removal of deposits which have highly heat-insulating properties.
On the other hand, in the process according to the present invention, the tubes are preferably simple metal tubes, one or more of these tubes being placed, at the start of operations, at a short distance from the surface on which the deposits. come together first (for example from the bottom), one or more other tubes being subsequently placed at a greater distance from said surface when the space considered has been partially filled with deposit.
In this way, the tubes are only exposed to the full temperature of the gases for a short period of time and are quickly covered and surrounded by deposits. In addition, it is thus advantageously possible to use the smallest possible number of tubes. The tubes which are subsequently introduced can simply be placed on the deposits already formed. Obviously, this assumes that we have the means to introduce the tubes during operation without hindering operation, which can be achieved for example by means of passages made in the walls of the chamber and that can be sealed after use. You can also remove an -or. several bricks from the wall in question to put the tubes in place.
The tubes can be blasted one by one, or in groups, preferably from top to bottom and taking into account the shape presented by the surface of the slag block, which is not always horizontal.
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According to one embodiment of the present invention, a tube of smaller diameter is introduced into any one of the tubes mentioned above and a cooling fluid is introduced through one of the two concentric tubes, the other tube used for the return in such a way that the liquid first goes from the inlet to the end of the first tube and returns in the opposite direction via the second.
In this case, the larger of the two tubes is plugged at one of its ends. The explosives are introduced into the tubes, immediately after stopping the passage of the refrigerant fluid, for example by sliding therein a smaller tube which contains the explosives and the firing cords, the second tube of smaller diameter (for cooling ) having been removed, or not. This smaller tube, containing the explosives, can be plugged at both ends. It can also be flexible, which will avoid trouble in case the large tube has been deformed by heat or some other cause. In this way, the explosives can be introduced quickly, immediately after cooling, which excludes the risk of self-ignition. The use of a smaller tube containing the explosives further enhances this security.
The coolant can be brought to the tubes and discharged from both of them by means of a stationary piping system fitted with flexible hoses to connect said system to the tubes. For the firing of explosives, flexible hoses are disconnected from the tubes.
The present invention also relates to a high temperature chamber such as a furnace or the receiving basin for slag of a furnace, a wall of said chamber comprising one or more openings making it possible to introduce tubes intended to explode within. said room, thus
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only to devices making it possible to circulate a refrigerant fluid in said tubes and to introduce explosives therein, for the implementation of the method according to. present invention.
Depending on the type of high temperature chamber where the deposits are formed, the tubes can be arranged in any desired position or in any desired arrangement, whether horizontally, obliquely or vertically. in accordance with a process already known for the removal of the slag contained in the receiving basin pour'les slags of a Siemens-Martin furnace, partitions are constructed in said chamber which carry elements of refractory earth; provided with a hole. Rows of these elements can be arranged between the partitions at the back of the chamber. Their holes constitute a continuous channel in which a charge of explosives can be introduced and blasted in order to facilitate the removal of the slag.
After the explosion, the partitions bearing the perforated elements must be rebuilt; -these partitions and these elements are expensive and occupy a significant part of the useful space in the room. The slag will also tend to form arches between the partitions, which further reduces the useful space.
The placement of explosives is a very dangerous operation because there is no cooling. The spontaneous explosion can be avoided by waiting until the slag block has cooled sufficiently. There is no possibility of ensuring the cooling of the channels, because these channels are formed of separate refractory earth elements which do not define a fluid-tight passage.
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The process according to the present invention can be carried out faster, with greater safety and at much lower cost. In the process according to the present invention, the tubes can be introduced during operation at points which will depend on the shape of the slag block, which will very significantly increase the efficiency of the process.