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FOUR MARTIN.
, La. présente invention se rapporte à un four Martin et plus particulièrement à laconstruction d'un four du type à récupération et à celle des éléments connexes.
Il est usuel, dans, la construction des fours Martin, de placer le four dans la partie centrale de la construction et de le flanquer d'une part d'un plancher de service et d'autre part d'un plancher de coulée.II faut que . le plancher, de service soit de niveau avec le four pour permettre l'introduction du métal à fondre tandis que le plancher de coulée doit se trouver fort au-dessous du niveau du four afin de permettre le soutirage de la charge en fusion dans les poches de coulée et de procurer la dénivellation voulue pour les lingotières.
De plus, aucune conduite de gaz ne peut, du four, passer par dessus ou à travée le plancher de cou- lée, pas plus qu'un accès au four ne peut être établi à paitire des
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extrémités de celui-ci du fait qu'il est courant de placer ces fours bout à bout.. En conséquence, on én est réduit à aménager le passage des gaz soit sous le plancher de service soit vertgic alement en direction du ciel de four. Pratiquement, cette dernière, direc- tion n'est pas à envisager parce qu'il est nécessaire de disposer, au-dessus du four, de la place',,voulue pour la grue de remise en place du ciel de four, etc.. C'est pourquoi,, jusqu'à ce jour, on a placé les récupérateurs dans un passage horizontal au-dessous du plancher de service.
Le plafond disponible est limité d'une part, en haut , par le plancher de service , qui doit être de niveau avec le four, et d'autre part , en bas , par le ras du sol. En outre , dans la modernisation d'installations anciennes,. il serait fort coûteux de surbaisser un quelconque passage ou analogue à cause du béton qui se trouve au-dessous du four et du plancher de service.
A cause de ces limitations d'espace .on plaçait jusqu'à ce jour les récupérateurs au-dessous du plancher de service. Afin que le récu- pérateur ne crée pas' dans le système -une résistance trop élevée qui nécessiterait un tirage exagérément intense, il était nécessaire de donner aux récupérateursla forme d'un parallélépipède rectangu-. laire de'grande étendue vu en plan, le gaz étant introduit par le haut et .évacué par le bas. Comme une certaine hauteur'était néces- saire pour dévier le'gaz vers le bas dans le récupérateur,puis hori- zontalement au bas-de celui-ci,, la hauteur disponible po.ur le ré- cupérateur lui-même était très limitée.
Cela diminuait le laps- de temps pendant lequel le gaz pouvait séjourner dans le récupérateur,- réduisant ainsi le transfert de chaleur, augmentant la température des gaz dans les carneaux et- abaissant 'le rendement du groupe. -De plus, l'air comburant admis tendait à passer à travers une section du récupérateur qui était très différente de la section à travers laquelle avaient antérieurement passé les gaz d'échappement à haute température. La construction de récupérateurs neufs et le remplace-, , ment des anciens étaient compliqués par ce manque d'espace vertical.
En outre,on constatait des fuites considérables à travers les parois
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notourant le récupérateur, d'où mauvais rendement et danger pour le. personnel. De plus,avec cette construction ancienne, il ne se produisait qu'un seul rebroussement des gaz entre la chambre du four et le récupérateur ;- le résultat net était que la majeure partie des scories et autres véhiculées par les gaz se déposait dans lés ré- cupérateursde sorte que des nettoyages et remplacements fréquents étaient nécessaires pour maintenir à la valeur'voulue la section de passage réellement offerte aux gaz dans le :récupérateur.
Ces diffi- cultés, parmi d'autres inhérentes aux anciens errements, ont été vaincues de façon nouvelle par la présente invention.
En conséquence, un objet essentiel de la présente invention est de réaliser un four Martin dans lequel les servitudes imposées par le niveau du plancher de service et le niveau hydrostatique n'influencent pas s on fonctionnement.
Un autre objet de l'invention est la réalisation d'un four Martin dans laquelle la hauteur de plafond disponible pour le récupé- rateur est de beaucoup supérieure à celle dont on dispose au-dessous du plancher de service.
La présente invention a encore poux objet de réaliser un four Martin de construction simple et facile, qu'il' soit destiné à une construction neuve ou à une réfection.. Elle vise aussi à rendre le récupérateur plus étanche. à offrir au courant gazeux des rebrous- sements plus nombreux que dans les constructions connues à ce jour-, ce qui permet d'éliminer les-scories et autres avant qu'elles atteignen le récupérateur, à pourvoir le four d'une conduite' de sortie agencée de manière à assurer dans une large mesure un écoulement lent des gaz avant qu'ils atteignent'le régénérateur ..favorisant ainsi le dé- pôt des particules provenant du four.
1,'invention vise encore à réaliser un four Martin cons- truit de manière que l'air comburant traverse la môme section du régénérateur que les gaz d'échappement à, haute température avaient traversée auparavant ,la vitesse d'écoulement des gaz à travers le récupérateur étant considérablement plus grande que dans les appa- reils précédemment connus.
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En vue de parvenir à ces :résultats, et à maints autres qui apparaîtront dans ce qui suit aux yeux des techniciens, l'inven- tion réside dans les diverses combinaisons de pièces qui sont dé- rite ci-après et représentées aux dessins ci-annexés, où, :
La fig.l est une coupe verticale d'un appareil matérialisant le principe de la présente invention -et faite, dans le sans trans- versal de l'édifice du four,
La fige 2 est une coupe verticale de l'appareil faite suivant la ligne II-II de la fig.l. Enfin ,
La fig.3 est une vue en plan de l'appareil.
Les mêmes numéros de référence désignent des organes similaires dans les diverses figures des dessins.
Considant d'abord la fig.l,qui montre le mieux les caractères généraux de l'invention,le four désigné dans son ensemble par la comprend un four proprement dit 11,des conduits 12 et un régéné- rateur 13. Le four est du type usuel et de forme nettement allon- gée,chaque extrémité étant munie d'une poche à scories 14. reliée à l'un des conduits 12 par un éventail 15 . Les conduits 12. sont munis de parois réfractaires et peuvent être munis de parois in- termédiaires 16 qui agissent comme véhicules de chaleur. Au-des- sus des conduits 12 se trouve un piocher de service 17 supporté par des poutres 18 reposant sur un plancher de cave 19. L'appareil de chargement est supporté par le plancher 17 sur lequel il est mobile .
L'extrémité extérieure de chaque conduite 12 est reliée à la partie inférieure -du récupérateur 13 qui s'élève vertical ment à partir de la'et qui habituellement est situé à l'extérieur de l'édifice du four.dégagé.du chemin de service des palans et grues. la récupérateur est(muni d'une enveloppe 21 faite de ma- tériaux réfractaires et couverte de tole pour empêcher les fuite$.
L'enveloppe comprend une section inférieure 23 de forme génélale circulaire contenant un récupérateur primaire 24 supporté par des voûtes 25 de conotructjon classique.L'enveloppe se raccorde par
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une section 26 à une section supérieure circulaire 27 qui contient un récupérateur secondaire 28 supporte par des voûtes 29. Le ré- cupérateur primaire 24 a horizontalement une étendue considérable et une hauteur faible, tandis que le récupérateur .secondaire a une section horizontale plus faible mais s'étend davantage en hauteur.
Au sommet de chaque récupérateur secondaire est montée une chemi- née 29 du type à éjecteur, munie. d'une soupape 30 et d'une tuyère d'éjection 31. Les deux tuyères 3i sont reliées par un conduit horizontal 32 dent la partie centrale est reliée par des conduits verticaux 33 et 34 à des soufflantes 35,36 respectivement. Une vanne 37 est .située dans la conduite 32 entre la conduite 33 et l' une des tuyères 31, tandis qu'une vanne 38 est wituée dans la conduite 32 entre la conduite 34 et l'autre tuyère 31.. les souf- flantes 35 et 36 sont montées sur un organe de support 39 situé entre les deux enveloppes de régénérateur. Une. cloison 40 s'é- tend horizontalement à travers la partie centrale de la conduite 32 entre les vannes 37' et 38.
La soufflante 35 est estinéeà éjec-. ter de l'air et est reliée par la conduite 33 à la conduite 32 au-dessus de la cloison 40, tandis que la soufflante 36 est des- tinée a éjecter de'l'air comburant et est reliée par la conduite 34 à la conduite' 32 au-dessous de la, cloison 40.
Sur la base de la description précédente on va maintenant comprendre comment'l'appareil fonctionne. On .conduit le four de la. façon ordinaire, les produits à haute température de la com- bustion étant évacués du four et éjectés par l'une des cheminées 29 après avoir inversé le récupérateur correspondant. On inverse la manoeuvre lorsque le récupérateur dans lequel l'air comburant est conduit s'est refroidi au point que le transfert de chaleur n'est plus guère intéressant.
Les' produits de combustion,très chauds,quittent le four et subissent dans la poche à scories 14 un rebroussement ; ils y laissent une forte proportion des ma- tiéres qu'ils véhiculent . Le gaz se rend alors dans l'éventail 15 et pénètre dans la conduite 12,en quoi il participe à deux
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changements de direction. le -transfert de chaleur s'effectue du gaz aux parois de la conduite et aux ,parois intermédiaires 16.
L'aire transversale de la conduite 12 est fort large, et la vites. se des gaz y est donc très faible. Tendant la longue période de passage à travers cette conduite les particules de scories fondues et d'autres matières ont la possibilité/de se déposer dans le fond de la conduite, d'où l' on peut facilement les retirer lors d'une période de nettoyage. A l'extrémité extérieure de la conduite 12 . le gaz subit un rebroussement et remonte par les voûtes 25 et le récupérateur primaire 24.
La section horizontale de ce récupéra- teur est telle qu'on emploie la vitesse d'écoulement gazeux opti- mum pour empêcher la stratification des gaz et de l'air comburant, ce qui se traduit par un meilleur transfert de chaleur.Apres avoir franchi la section de raccordement 26 de l'enveloppa,21 le gaz pé- nètre et s'écoule dans le récupérateur secondaire Ce dernier a une section de passage relativement réduite,de @ que l'écoule- ment des gaz est accéléré ;
afin que l'absorption'-fatale de cha- leur demeure à peu près ce qu'teille est dans le récupérateur pri- maire il est nécessaire de donner à ce récupérateur une hauteur considérable. 'Dans la disposition représentée à la figure 2 les pièces sont actionnées de manière à fairé passer les gaz chauds à travers le régénérateurcommandé par la vanne 30qui est ouverte.
La soufflante 35 fournit de l'air à la partie supérieure de la paroi
40, la vanne 37 étant en position pour couvrir la partie de la con- duite située au-dessous de la paroi à l'extrémité,de sorte que l'air se rend à la tuyère 31 situés de ce côté de l'appareil et entraîne le gaz vers le haut de la cheminée 29, créant ainsi le tirage néces- saire pour vaincre la résistance à l'écoulement du. gaz à travers les éléments de l'appareil. D'autre part, la soufflante 36 débite de l'air à la partie de la conduite 32 située au-dessous de la paroi
40 , et, cornue la vanne 38 est disposée de manière à couvrir cette extrémité de la partie supérieure de la conduite, l'air s'écoule vers la tuyère située de ce côté de l'appafeil.
La vanne 30 située
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de ce côté est fermée, de sorte que l'air est refoulé vois le bas à travers le récupérateur secondaire 28le récupérateur primaire
24, la conduite 12 et pénètre dans le four pour se combiner avec le combustible dans la combustion.
On peut ainsi voir que la différence majeure entre le four
Martin suivant l'invention et ceux de 'type connu réside en ce que dans ces derniers la chambre de .récupération principale se trou- vait immédiatement après l'éventail . En conséquence, le récupé- râleur primaire était normalement bien trop vaste en section hori- zontale , ce qui se traduisait par une très faible vitesse d'écoule- ment du gaz et une très faible vitesse d'arrivée d'air ;
c'est très nuisible au transfert de la chaleur entre les gaz de carneau. sortants et l'air c omburant arrivant, ce qui évidemment est la raison d'être des récupérateurs. Auparavant, les gaz de came au sortants descendaient à travers une partie de la chambre de récu-- pération et l'air comburant pénétrait par une autre- partie de la chambre de récupération sans transfert de chaleur adéquat par la maçonnerie du récupérateur. De plus, cette fable vitesse des gaz et de l'air provoquait la formation d'une mince couche de gaz inerte qui adhéraient à la maçonnerie du récupérateur et diminuait encore plus le transfert de chaleur.
Un grand nombre des récupérateurs, primaires n'ont pas -une! profondeur suffisante pour assurer une bonne longueur de chemin, ce dernier facteur-étant important dans le problème du transfert de chaleur.. La raison de 'cette chambre de récupération peu profonde est très souvent que l'état du sous-s du four ne permet pas' de le 'creuser 'beaucoup,principalement à cause du niveau hydrostatique, bans le cas d'installations construites depuis longtemps la profondeur de la chambre de récupération telle qu'elle avait été primitivement conçue était peut être convenable,
mais on a agrandi ces fours d'une puissance de 80 à 100 tonnes à une puissance de 175 à 200 tonnes sans modifier en rien la profon- deur des récupérateurs pour cette raison qu'il aurait falluà grands frais défoncer le radier au-dessous du four. L'ancienne
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construction des récupérateur:-' dans un four Martin était propre tient erronée du fait que les poudrières et les malpropretés, sous forme d'oxyde et de scories, entraînées par les gaz se déposent sur le dessus de la chambre de récupération,ce qui est pour elles la façon normale de se déposer sous l'action de la pesanteur.
Il en résulte une rapide obstruction des range supérieurs des récupérateurs pri- maires , ce qui oblige à arrêter le four en vue de le nettoyer avant que sa campagne soit terminée, ou bien,si l'on ne procède pas à un tel nettoyage, le four fonctionne avec un rendement très réduit.
La grandeur du récupérateur primaire d'un four Madtin classique est ordinairement limitée par l'espace disponible au-dessous du planche- espace qui parfois est très insuffisant pour l'établissement d'une chambre de récupération. Afin de remédier à l'insuffisance de pro- fondeur ou de longueur de parcours dans les récupérateurs primaires l'industrie a recouru à des réc upérate urs dits towpass destinés à augmenter dette longueur de parcours.
Normale ment ,ces récupéra- teurs sont placés dans la chambre primaire et du fait,de cet agen- cement particulier, qui comprend un cul-de-sac ou un c arne au verti- cal, la quantité totale de- surface chauffante de la maçonnerie du récupérateur aménageable est. fortement di minuée ,ce qui se traduit par un excès de chauffage de la première passe de ces récupéra.teurs avec endommagement dé la maçonnerie de cette première passe en briques et par des .dépenses considérables pour.l'entretien du récu- pérate uro Le système de récupérateurs décrit ici procure une secti or.
de passage idéale pour le récupérateur et une longueur de passage propre à assurer le meilleu transfert de chaleur entre les gaz de carneau et la maçonnerie du récupérateur d'une part et entre celle- ci et l'air comburant admis d'autre part. La construction suivant l'invention n'est nullement asservie au niveau hydrostatique ou à la situation 'du radier de béton,du fait que les récupérateurs sont construits en hauteur et qu'aucun-des facteurs précédemment ci- tés n'a à être pris en considération.
Il est possible ,afin d'assu- rer le transfert de chaleur le meilleur,de prévoir des chambres
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indépendantes de diamètres différents et de longueurs de passée.
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différentes. Il est à je marquer que les deux di-amètres amont di Pe- rents et que ce changement de diamètre a lieu aux tempérât uns optima, de sorte que la vitesse d'écoulement clou gaz et celle de l'air admis soient les plus favorables pour un bon rendement du transfert de chaleur.
L'espace ménage entre les deux récupérateurs permet de nettoyer la brique''ainsi qu de remplacer les parties inférieures de la maçonnerie lorsqu'il le fa.ut sans déranger pour cela l'autre section du récupérateur, Dans le cas de la présente construction l'écoulement dea gaz a lieu de bas en haut , ce qui est la direction d'écoulement normale pour des gaz à haute tempé- rature, et ce facteur permet de réduire le tirage nécessaire pour éjecter les produits de combustion,
Les fuites dans les récupérateurs primaires tels qu'ils étaient installés jusqu'à ce jour dans les 'fours Martin posent un problème très important , et la suppression définitive de toute fuite est impossible avec la construction du type antérieur.
Avec la présente construction, dans laquelle les récupérateurs sont aménagés dans une fondation de béton et à l'intérieur d' une enveloppe soudée à 1' autogène,l'air nuisible n'a pas la posai- comburant bilité de s'infiltrer. 'De ce fait, la température de l'air/pré- chauffé est bien supérieure'et a -pour conséquence évidente que le rendement est plus élevé et la consommation de combustible 'plus' faible par tonne de métalfondu. Le long carne au. compris entre la poche à scories et la base des récupérateurs permet à une grande quantité des poussières volantes entratnées par les gaz de se déposer avant que ceux-ci atteignent la maçonnerie du récu- pérateur.
Cela simplifie considérablement le problème du nettoya- ge.les parois réfractaires constituant le long carnoau facilitent la restitution de chaleur à l'air comburant.Avec la construction suivant l'invention il devient possible d'agrandir la poche à sco- ries, ce qui augmente sa capacité d'accumulation et , en certains cas, évite de mettre le four en chômage en vue de l'enlèvement des scories alors que le restant de la maçonnerie du four est en-
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ccrc j)t'lfH.t:1;'1i.; ça état de fonctionner. DtffiU le Ca.3 de la.
J:±3seuls construction la température de la première pas3e du récupé- r;:t:;H]l.' t3{t infôi.ieure t= cslle du sommet du récupérateur primaire du four de ccn.::Jt;" uctiol1 classique, qui parfois s'élève à tel point qu'elle fait fondre la brique et augmente d'autant les frais de maçonnerie. Dans les r{eln3..L..teurs le transfert uptimumde cha- leur dépend d'une faible infiltration d'air,de la longueur de déplacement des gaz de carneau, de la vitesse d'écoulement de ceux-ci et de l' air à travers les briques des récupérateurs et du moment d'inversion. Avec cette construction on peut agir sur les trois premiers facteurs de manière à obtenir les résultats optima, ce qui n'est pas possible avec la construction actuellement classique sans l'engagement de sommes considérables.
Il est évident qu'on peut apporter à l'invention des modifications de détail sans en altérer l'esprit et que l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution décrite et représentée.
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FOUR MARTIN.
The present invention relates to a Martin furnace and more particularly to the construction of a recovery type furnace and to that of related elements.
It is customary, in the construction of Martin ovens, to place the oven in the central part of the construction and to flank it on the one hand with a service floor and on the other hand with a casting floor. II must . the service floor is level with the furnace to allow the introduction of the metal to be melted while the casting floor must be well below the level of the furnace in order to allow the withdrawal of the molten charge in the pockets of casting and to provide the desired difference in level for the molds.
In addition, no gas line can pass from the furnace over or through the casting floor, nor can access to the furnace be established through
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ends thereof owing to the fact that it is common practice to place these ovens end to end. Consequently, it is reduced to arranging the passage of the gases either under the service floor or vertically in the direction of the oven ceiling. In practice, the latter direction is not to be considered because it is necessary to have, above the furnace, the space required for the crane for replacing the furnace head, etc. This is why, until now, the recuperators have been placed in a horizontal passage below the service floor.
The available ceiling is limited on the one hand, at the top, by the service floor, which must be level with the oven, and on the other hand, at the bottom, by the level of the ground. In addition, in the modernization of old facilities ,. it would be very expensive to lower any passage or the like because of the concrete below the oven and the service floor.
Due to these space limitations, the recuperators were placed below the service floor. In order that the collector does not create in the system too high a resistance which would necessitate an excessively intense draft, it was necessary to give the collectors the shape of a rectangular parallelepiped. large area seen in plan, the gas being introduced at the top and exhausted at the bottom. As a certain height was needed to divert the gas down into the recuperator and then horizontally at the bottom of it, the height available for the recuperator itself was very limited. .
This decreased the time that the gas could stay in the recuperator, - thus reducing heat transfer, increasing the temperature of the gases in the flues and - lowering the efficiency of the group. -In addition, the combustion air admitted tended to pass through a section of the recuperator which was very different from the section through which the high temperature exhaust gases had previously passed. The construction of new recuperators and the replacement of old ones were complicated by this lack of vertical space.
In addition, there was considerable leakage through the walls.
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notourant the recuperator, from where poor performance and danger for the. staff. In addition, with this old construction, there was only one backlash of the gases between the furnace chamber and the recuperator; - the net result was that most of the slag and others carried by the gases were deposited in the reins. - recuperators so that frequent cleaning and replacement were necessary to maintain at the desired value the passage section actually offered to the gases in the recuperator.
These difficulties, among others inherent in old mistakes, have been overcome in a new way by the present invention.
Consequently, an essential object of the present invention is to provide a Martin furnace in which the easements imposed by the level of the service floor and the hydrostatic level do not influence its operation.
Another object of the invention is the production of a Martin oven in which the ceiling height available to the recuperator is much greater than that available below the service floor.
Another object of the present invention is to provide a Martin furnace of simple and easy construction, whether intended for new construction or for repair. It also aims to make the recuperator more airtight. to offer to the gas stream more numerous reversals than in the constructions known to date, which makes it possible to eliminate the slag and the like before they reach the recuperator, to provide the furnace with a pipe 'of outlet so arranged as to ensure to a large extent a slow flow of the gases before they reach the regenerator, thus promoting the deposition of particles from the furnace.
1, the invention also aims to provide a Martin furnace constructed so that the combustion air passes through the same section of the regenerator which the high temperature exhaust gases had previously passed through, the gas flow velocity through. the recuperator being considerably larger than in previously known devices.
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In order to achieve these results, and many others which will appear in what follows to the eyes of technicians, the invention resides in the various combinations of parts which are described below and shown in the drawings below. annexed, where:
Fig.l is a vertical section of an apparatus embodying the principle of the present invention -and made, in the cross-section of the oven building,
Fig. 2 is a vertical section of the apparatus taken along line II-II of fig.l. Finally ,
Fig. 3 is a plan view of the apparatus.
Like reference numerals denote similar members in the various figures of the drawings.
Considering first of all FIG. 1, which best shows the general characteristics of the invention, the oven designated as a whole by the comprises an actual oven 11, ducts 12 and a regenerator 13. The oven is of usual type and of clearly elongated shape, each end being provided with a slag pocket 14. connected to one of the conduits 12 by a fan 15. The conduits 12 are provided with refractory walls and may be provided with intermediate walls 16 which act as heat vehicles. Above the conduits 12 is a service stake 17 supported by beams 18 resting on a cellar floor 19. The loading device is supported by the floor 17 on which it is movable.
The outer end of each pipe 12 is connected to the lower part of the recuperator 13 which rises vertically from the 'and which usually is located outside the furnace building. hoists and cranes service. the recuperator is (provided with a casing 21 made of refractory materials and covered with sheet metal to prevent leakage $.
The casing comprises a lower section 23 of generally circular shape containing a primary recuperator 24 supported by arches 25 of conventional construction. The casing is connected by
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a section 26 has a circular upper section 27 which contains a secondary recuperator 28 supported by arches 29. The primary recuperator 24 has a considerable extent horizontally and a low height, while the secondary recuperator has a smaller horizontal section but extends further in height.
At the top of each secondary recuperator is mounted a chimney 29 of the ejector type, provided. a valve 30 and an ejection nozzle 31. The two nozzles 3i are connected by a horizontal duct 32 tooth the central part is connected by vertical ducts 33 and 34 to blowers 35, 36 respectively. A valve 37 is located in line 32 between line 33 and one of the nozzles 31, while valve 38 is located in line 32 between line 34 and the other nozzle 31. 35 and 36 are mounted on a support member 39 located between the two regenerator envelopes. A. partition 40 extends horizontally through the central part of pipe 32 between valves 37 'and 38.
Blower 35 is ejected. ter air and is connected by line 33 to line 32 above the partition 40, while the blower 36 is intended to eject combustion air and is connected by line 34 to the pipe '32 below the, bulkhead 40.
On the basis of the previous description it will now be understood how the apparatus works. The oven is driven from the. ordinary way, the high temperature combustion products being discharged from the furnace and ejected through one of the chimneys 29 after having inverted the corresponding recuperator. The maneuver is reversed when the recuperator in which the combustion air is conducted has cooled to the point that heat transfer is no longer of any interest.
The very hot combustion products leave the furnace and undergo in the slag pocket 14 a cusp; they leave a large proportion of the materials they convey there. The gas then goes into the fan 15 and enters the pipe 12, in which it participates in two
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changes of direction. the heat -transfer takes place from the gas to the walls of the pipe and to the intermediate walls 16.
The transverse area of the pipe 12 is very wide, and the speed. gas is therefore very low. During the long period of passage through this pipe the particles of molten slag and other matter have the possibility of settling in the bottom of the pipe, from where they can easily be removed during a period of time. cleaning. At the outer end of pipe 12. the gas undergoes a cusp and rises through the vaults 25 and the primary recuperator 24.
The horizontal section of this recuperator is such that the optimum gas flow velocity is used to prevent stratification of gases and combustion air, which results in better heat transfer. the connection section 26 of the casing 21 the gas enters and flows into the secondary recuperator. The latter has a relatively small passage section, so that the gas flow is accelerated;
in order for the fatal heat absorption to remain about what it is in the primary recuperator, it is necessary to give this recuperator a considerable height. In the arrangement shown in Figure 2 the parts are operated so as to pass the hot gases through the regenerator controlled by the valve 30 which is open.
Blower 35 supplies air to the top of the wall
40, the valve 37 being in position to cover the part of the duct located below the end wall, so that the air flows to the nozzle 31 located on this side of the apparatus and drives the gas up the chimney 29, thereby creating the draft necessary to overcome the resistance to flow of the. gas through the components of the appliance. On the other hand, the blower 36 delivers air to the part of the pipe 32 located below the wall.
40, and, retort the valve 38 is arranged so as to cover this end of the upper part of the pipe, the air flows towards the nozzle located on this side of the appliance.
The valve 30 located
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on this side is closed, so that the air is discharged see the bottom through the secondary recuperator 28 the primary recuperator
24, line 12 and enters the furnace to combine with the fuel in the combustion.
We can thus see that the major difference between the oven
Martin according to the invention and those of the known type resides in that in the latter the main recovery chamber is located immediately after the fan. As a result, the primary recuperator was normally far too large in horizontal section, resulting in a very low gas flow rate and a very low air inlet velocity;
it is very detrimental to the transfer of heat between the flue gases. outgoing and hot air arriving, which is obviously the raison d'être of recuperators. Previously, the outgoing cam gases descended through one part of the recovery chamber and the combustion air entered through another part of the recovery chamber without adequate heat transfer through the masonry of the recovery chamber. In addition, this low speed of gases and air caused the formation of a thin layer of inert gas which adhered to the masonry of the recuperator and further reduced the heat transfer.
A large number of primary collectors do not have one! sufficient depth to ensure a good length of path, this last factor being important in the problem of heat transfer. The reason for 'this shallow recovery chamber is very often that the condition of the sub-s of the furnace does not allow not 'to' dig 'it much, mainly because of the hydrostatic level, bans the case of installations built for a long time the depth of the recovery chamber as it had been originally designed was perhaps suitable,
but these furnaces were enlarged from a power of 80 to 100 tons to a power of 175 to 200 tons without modifying in any way the depth of the recuperators for this reason that it would have been necessary at great expense to smash the raft below. oven. The old one
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construction of the recuperators: - 'in a Martin furnace was clean, it is erroneous because the powder magazines and the dirt, in the form of oxide and slag, entrained by the gases are deposited on the top of the recovery chamber, which is for them the normal way of depositing under the action of gravity.
This results in a rapid obstruction of the upper rows of the primary recuperators, which makes it necessary to stop the furnace in order to clean it before its campaign is over, or else, if such cleaning is not carried out, the oven operates with very low efficiency.
The size of the primary recuperator of a conventional Madtin furnace is usually limited by the space available below the board-space which is sometimes very insufficient for the establishment of a recuperation chamber. In order to remedy the insufficiency of depth or length of route in the primary recuperators the industry has resorted to so-called towpass collectors intended to increase the length of the route.
Normally, these recuperators are placed in the primary chamber and because of this particular arrangement, which includes a dead end or a vertical arch, the total amount of heating surface of the chamber. convertible masonry is. greatly reduced, which results in an excess of heating of the first pass of these recuperators with damage to the masonry of this first brick pass and in considerable expenditure for the maintenance of the recuperate uro The recuperator system described here provides a gold secti.
ideal passage for the recuperator and a proper passage length to ensure the best heat transfer between the flue gases and the masonry of the recuperator on the one hand and between the latter and the combustion air admitted on the other hand. The construction according to the invention is in no way slaved to the hydrostatic level or to the situation of the concrete base, owing to the fact that the recuperators are built in height and that none of the factors mentioned above have to be taken. in consideration.
In order to ensure the best heat transfer, it is possible to provide chambers
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independent of different diameters and lead lengths.
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different. It should be noted that the two upstream di-ameters di Perent and that this change in diameter takes place at optimum temperatures, so that the gas flow velocity and that of the air admitted are the most favorable. for good heat transfer efficiency.
The cleaning space between the two recuperators makes it possible to clean the brick '' as well as to replace the lower parts of the masonry when it does so without disturbing the other section of the recuperator, in the case of the present construction the gas flow is from bottom to top, which is the normal flow direction for gases at high temperature, and this factor reduces the draft required to eject the combustion products,
Leaks in the primary recuperators as they have been installed to date in Martin ovens pose a very significant problem, and the definitive elimination of any leakage is impossible with the construction of the earlier type.
With the present construction, in which the recuperators are arranged in a concrete foundation and within an autogenous welded envelope, the harmful air does not have the oxidizing possibility to infiltrate. As a result, the temperature of the preheated air is much higher and the obvious consequence is that the efficiency is higher and the fuel consumption 'lower' per tonne of molten metal. The long carne au. between the slag pocket and the base of the recuperators allows a large quantity of the flying dust introduced by the gases to settle before the latter reach the masonry of the recuperator.
This considerably simplifies the problem of cleaning. The refractory walls constituting the long casing facilitate the return of heat to the combustion air. With the construction according to the invention it becomes possible to enlarge the slag bag, which increases its accumulation capacity and in some cases avoids putting the kiln on standby for slag removal while the rest of the kiln masonry is
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ccrc j) t'lfH.t: 1; '1i .; it works. DtffiU the Ca.3 of the.
J: ± 3only construction of the temperature of the first step of the recovery;: t:; H] l. ' t3 {t infôi.ieure t = cslle of the top of the primary recuperator of the ccn.::Jt furnace; "classic uctiol1, which sometimes rises to such an extent that it melts the brick and increases the costs of In masonry, the optimum heat transfer depends on low air infiltration, the length of movement of the flue gases, the flow velocity of the flue gases, and of the air through the bricks of the recuperators and of the moment of inversion. With this construction it is possible to act on the first three factors so as to obtain the optimum results, which is not possible with the currently conventional construction without the commitment of considerable sums.
It is obvious that modifications of detail can be made to the invention without altering the spirit thereof and that the invention is not limited to the sole embodiment described and shown.