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Procédé et dispositif de chauffage de chaudières ou de toux*$
La présente invention a pour objet un procédé et dispositif ppur le chauffage de onaudières ou de fours, en particulier des fours utilisés en aciérie, dans lesquels on chauffe l'acier avant sa mine en forme /par ample sur un laminoir/ à l'aide d'une fiasse ou de plusieurs flammes ayant une température réglable et qui sont produites par la combustion d'un ou de plusieurs combustibles dans le four*
L'invention vise,
d'une parti l'amélioration écono- mique du chauffage et, d'autre part, la suppression des influences nuisible qu'exercent les processus chimiques qui s'accomplissent pendant le chauffage dans la chambre à flamme.
Etant donné que les condition* techniques les plus difficiles du chaffage se présentent en gagerai dans les
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fours dans lesquels on chauffe les billettes d'acier ou de l'acier brut à la température de laminage, 1* invention est
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décrite ci-après pour une toile mine en oeuvre, naistbien entendu, elle peut aussi jttre appliquée avantageusement à des fours et des chaudières d'un autre typo.
Dans les tours où l'on chauffe des pièces d'acier
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pour leur nixe en forme ultérieure par exeopla peur les forger les laminer les travailler à la presse* eto .., ce est obligé d'obtenir un bon .rendement du tour, un boa chauf- rage entier du matériau, ceci pour une consommation de com-
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bustible aussi modérée que pbeaible et surtout avec une formation faible de battitures /perte d'Mier par oxydation/* Il est donc avantageux de efcauf fer le four avoe ua aoabuxt2- ,
blé peu coûteux par exemple- un "tout de viscosité élevée
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et d'usé teneur notable en soufre* On peut améliorer le rendement du four, principalement en augmentant sa tempéra-
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ture, mais cela accentue considérablement la formation des battitures /oxydation de l'acier/.
De .mime, les pertes par oxydation de l'acier augmentent rapidement quand 04 renfozoe dans 1$ chambre- du four 109:tols d'air pour réaliser une bonne combustion! du combustible* Four donner un aperçu de l'effet très nuisible économiquement de la formation des
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battitures, on indique qu'une formation de 1 X de cew batti- tures correspond a peu pris à la valeur de 4Û % du mazoute de aorte que l'abaissement du taux de battitures est éco" nomiquement très important, ..d'autant plus que ces battlturts bouchant habituellement rapi4m*nt les fours ce qui abaisse conaidérablement la durée uiiie de leur fonctionnement par suite des nettoyages indispensables* Ce phénomène est par* ticulierement désagréable quand oat utilise des combustibles contenant soufre,
car ce -soufre présente habituellement' contenant aoufre, car ce-aoufre ppéaente tuellsai.ab'
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sous forme de 88 daas la chambre a flamme au four ti jet hydrogène sulfuré forme avec les battitures an euteetiqos de point de fusion bas, ce qui aboutit rapidement au bouchage du :Cour
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Dans les pmc>446b do chauffe utilise habituellement, on cherchait comme on la sait surtout à économiser du cou- buattble et m6lanò:r ce combustible aussi parfaitement que possible dans le brûleur avec l'air de combustion.
On injec-
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tait ce mélange dons la chambre de chauffe dit tour eu il devait brûler avec une longueur déterminée de la floame Dans la pratique, cependant, et mélange dans le brûleur n'est jamais parfait, de sorte que le mélange se poursuit dans la
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chambre il flamme du four* Cela aboutit a une diminution de l'efficacité de la combustion et, de ce fait., on était obligé d'introduire un excès renforcé d'air pour pouvoir
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brûler le combustîtlo avec la longueur de flamme prédéterminée dans la chambre à flamme.
Cet excès renforcé d' air détruit cependant encore davantage l'efficacité du chauffage et augmente mène la quantité des battitures.
En faisant des recherches sur ces conditions et
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phénomènes compliqués, la demandresse a trouvé que la formation des battitures est influencée considérablement par l'homogénéité de l'atmosphère régnant dans le four, donc par la composition uniforme des gas dans la chambre à
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flamme de celui-ci. Dans le cas d'une atmosphère non hazan- gène dans le four, le laboratoire de celui-ci contient plus d'oxygène libre que' la quantité corspondant a l'excès d'air, de plus il s'y trouve du gaz non brûlé et quand le combusti- ble contient du soufre, ce dernier est présent sous forme de H2S, ce qui produit notoirement une attaque de l'acier.
Dans une atmosphère homogène par contre, le soufre est brûlé en formant du SO2, lequel exerce sur l'acier une influence
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nettement moins nuisible -
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Ces constatations.ont permis de mettre au point vu procédé de chauffe permettant d'éviter les inconvénients,, précités d' une façon qu'on n'avait jamais réalisée aupara- vant. Conformément a l'invention, ou obtient ce résultai
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en introduisant dans 1*,jout un mélange a-ai, fret àoaq. gène, conjointement avec un excès d'air :
table ne encore atteint. On obtient ainsi une homogénéité de l'atmosphère
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du four, jamais obtenue auparavant, et une oombustion réglée de manière appropriée. Le procédé cour*= a l'invention permet donc non seulement une économie de combustible, mais aussi l'utilisation de combustibles contenant du soufre De plus, on abaisse, pour une même température du four, considérablement la formation des battitures, par exemple
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de 20 40 %,
tous ces avantages pouvant obtenue ! même quand on utilise des combustibles bon marohé. Srtoe au procédé de chauffe de l'invention, ce peut obtenir pour unmême rendement du four une formation fable de battitures, laquelle on n'était jamais parvenu, ou pour taux de battitures identique un rendement élevé du four non encore atteint, ' ainsi qu'un fonctionnement, quelconque ces
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deux limites, c'est-à-dire moins de battitures peur un rendement accru du four,
tous ces avantages résultant du réglage approprié de la température du four. Un perfection-
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nemeat considérable du procédé de l'3.nvent3.o-ar.ide égale- ment dans le fait qu'on peut utiliser un ob4u:ri,ge combiné, c'est-t-dire simultanément plusieurs combustibles, et aussi utiliser pour le chauffage -les gaz de hauts ta ?",ra= qui sont disponibles en des quantités très variable, soit con- jointement avec du mazout, soit conjointement 00 d'autres gaz.
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On obtient conformément; a l'intention tous les avantagea précités, du fait qu'on mélange au moins au com- bustible en plusieurs stades avec l'air de combustion, mais '
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an formant un courant turbulent de %tas direction, de façon ' que le mélange se produise dans le premier atade sans inter- vention d'une combustion, de préférence dans un mélangeur- diffuseur;
dans le deuxième stade, on produit une combustion! partielle d' au moins un des combustibles, combustion pro- duite dans une chambre de réaction ayant la forme d'un corps de révolution, de préférence une forme cylindrique* La longueur de la chambre de réaction doit se monter dans ce cas au moins 1,5 fois sons plus grand diamètre Apres que
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le mélange gazeux a parcouru dans un mouvement U61ioo%dal un certain trajet au long des parois de la chambre de réac- tion chauffée à 600-1400 0 et constitue un gaz ayant une valeur calorifique de 1300 à 2800 calories, on produit dans le stade suivant une introduction d'air,
de manière que l'excès d'air dans la flamme brûlant dans la chambre de chauffe /calculé par rapport à la quantité totale du combus- tible/ soit au maximum de 25 % et avantageusement de 5 à 15 %, ceci pour une atmosphère pratiquement homogène dans la chambre de chauffe.
Dans la description ci-'dessus et dans celle qui va suivre, le terme "pratiquement homogène" désigne une at-
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mosphère régnant dans le chambre de jottauff e, dans laquelle les compositions des gas sont guère différenteaoor di- vers échantiollona prélevés au long " ,,,a flamme dans la chambre de chauffa. La teneur en 002 mélange Gazeux"est la plus importante caractéristique de la composition de cet gaz. Quand il s' agit d'une atmosphère pratiquement homogène,
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cette teneur en COZ des divers échantillons ne doit par présauter des écarts dépassant 1,5 à 2,5 %.
Une telle atapaphere
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homogène représente un perfectionnement? considérable par rapport aux chauffages antérieurs, dans lesquels on ne pouvait pas observer des écarts inférieurs à 4 % de {la teneur en 002 pour des échantillons différents prélevés à divers emplace- monts. De même l'excès d'air utilisé conformément à l'inven- tion reste très faible. Jusqu'ici les installations de ohauf- fage au mazout, surtout lors de l'utilisation d'huiles lourdes de chauffe exigeaient un excès d'air de 25 à 50 %, tandis que conformément à l'invention, on peut utiliser en général un excès d'air ne dépassant pas 10 à 20 %.
Pour des installations de chauffage au gaz, l'excès d'air utilisé habituellement se montait à 15-25 %, tandis que dans le procédé de l'invention, un excès d'air de 5 à 15 % est suffisant.
Dans les installa- tions chauffées à la poussière de charbon, on se servait jusqu'ici généralement d'un excès d'air de 25 à 40 %, tandis que le procédé de l'invention permet de la restreindre a 15- 25 %. Cette réduction de l'excès d'air améliore de façon connue considérablement le rendement du chauffage et, du fait que le combustible est entièrement brûlé malgré l'excès faible d'air, même si la flamme est relativement courte, le procédé de l'invention ne nécessite aucun agrandissement en longueur du four.
Du point de vue économique, il estindiqué d'utili- ser comme combustible, qui est mélangé dans le premier stade sans combustion avec de l'air, une huile assez lourde et peu coûteuse d'une teneur importante en soufre à la place du gas- oil beaucoup plus cher qu'on utilisait jusqu'à présent dans ce but;
on peut, cependant, également utiliser la poussière de charbon ou un gaz la place.des huiles précitées. Le gas utilisé comme combustible, qui peut être d'ailleurs un gaz différent de celui qu'on mélange avec l'air.dans le premier stade, est ou bien injecté dans' la chambre de réaction, ou
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mélangé avec le courant gazeux sortant de la chambre de réac- tion. Cependant, ce mélange *et toujours opéré dans la même direction que le courant tourbillonnaire servant a mélanger le combustible avec l'air dans le premier stade.
Le bon Plonge dans la chambre de réaction peut, en outre, être amélioré du fait qu'on insuffle le combustible solide ou liquide axialement dans la chambre de réaction et à une vitesse qui est supérieurs au moins un ordre de grandeur à la vîtes d'écoulement du mélange jusque dans la chambre de réaction, mesurée en direction axiale* On peut encore favoriser la bonne carburation et le bon.mélange dans la chambre de réaction du fait que la section de la chambre de réaction en direction de sa longueur reste au moins approximativement constante ou s'accroît d'une manière bien moins importante que l'augmenta- tion de volume des gaz qui y circulent, cette augmentation de volume étant due réchauffement.
La combustion complète des gaz sortant de la chambre de réaction peut être améliorée, si on mélange de l'air préchauffé avec ces gaz. Quand le pré- chauffage de l'air est obtenu par écoulement de l'air au long de la paroi extérieure de la chambre de réaction, on obtient, d'une part un refroidissement de cette chambre et on profite, d'autre part, de la quantité de chaleur disponible cet endroits Si le cas échéant, on obtient une température de la flamme supérieure à celle qui est nécessaire, -on peut injecter dans le mélange gazeux sortant de la chambre de réaction un gaz pauvre en oxygène,
par exemple un gaz de chameaux. L'ex- périence enseigne qu'on peut améliorer le bon mélange de tous les constituants en l'effectuant dans un mélageur, dans lequel on introduit l'air ou, respectivement, le gaz tangentiellement alon un courant tourbillonnaire de même direction et en raccordant directement un diffuseur à ce mélangeur.
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La caractéristique essentielle du proche de l'in- vention résida par conséquent dans le fait qu'on utilise une combinaison des moyens décrits ci-dessus pour obtenir un mélange parfait du gaz et de l'air, même quand on brûle des combustibles solides ou liquides, et qu'on brûle ce mélange homogène de gaz et d'air dans la chaudière ou dans le four en présence d'un *zoés d'air si faible qu'il était jusqu'ici rendu pratiquement impossible, ceci en respectant des condi-' tions qui assurent l'existence d'une atmosphère homogène dans le rosier et la longueur désirable de la flamme.
Il est réel- lement surprenant qu'on puisse réaliser conjointement tout ces effets favorables, mais'ce résultat est entièrement confir- mé par les expériences pratiques.
On mentionne à titre d'exemple que dans un four mobile d'un laminoir de plaque... pour lequel on ne pouvait utiliser jusqu'ici uniquement du gaz de générateur et un chauffage complémentaire au mazout et ou le four se bouchait prématurément par suite de la forte production de battitures et de l'augmentation du pouvoir calorifique provenant dos huiles utilisées comme combustibles, le procédé de l'invention comporte les avantages ci-après! le coût du combustible se trouve abaissé de 20 %, du fait qu'on utilise une plus forte proportion d'une huile meilleur marché; la consommation spéci- tique totale des calories s'abaisse d'environ 5 %;
la durée d'utilisation du four augmente d'environ 30 à 50 %, cette durée étant fonction de l'importance des battitures la perte par oxydation et combustion de l'acier s'abaisse également de 15 à 25 %.
Quand on effectue un essai témoin avec une chaudière en comparant le chauffage habituel au mazout avec un chauffage au mazout conforme à l'invention et on utilisant pour deux chaudières de même type, grandeur et fonctionnement, dans
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l'une le chauffée conforme à l'invention, on obtient les résultats ci-après la chaudière chauffée conformément à l'invention présente un rendement amélioré de 10 à 12 % et sa puissance augmente depuis 4 à 5 tonnes/heure. jusqu'à 7 à 8 tonnes/heure@ les autres conditions de mares restant inchangées.
On peut mettre en oeuvre le procédé de l'inven- tion en utilisant divers dispositifs présentant cependant les caractéristiques communes ci-après ils comportent une chambre de réaction ayant la forme d'un corps de révolution. garnie d'un matériau réfractaire, dont la longueur se trente à au moins 1,5 fois et mieux encore 3 à 5 fois le plus grand diamètre. A l'une des extrémités de cette chambre de réaction, on monte des dispositifs d'injection du combustible en direo- tion axiale de la chambre, ainsi que périphériquement autour de l'orifice d'injection des buses d'insufflation d'air, dont les axes forment un angle aigu avec l'axe longitudinal de la chambre de réaction, sans toutefois le couper.
En marne temps, la partie antérieure de la chambre de réaction, qui sert à l'injection du combustible, constitue avantageusement un mélangeur-diffuseur, la chambre de réaction étant elle-même entourée d'une enveloppe de refroidissement par l'air, dont le manchon d'entrée destiné à l'air est placé de préférence au voisinage de l'extrémité de la chambre de réaction qui porte les organes d'injection du combustible, tandis que l'au- tre extrémité de la chambre de réaction fait suite à la chan- bre de flamme de la chaudière ou du four à chauffer, avec des organes supplémentaires d'insufflation d'air et un mélangeur- diffuseur.
On peut également raccorder directement les deux parties, la chambre de réaction formant un tout avec la chau- dière ou le four, quand les dimensions de la chambre de réac-
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tien sont relativement restreintes.
Sur le dessin annexée on a représenté à titre non limitatif le mode de construction et quelques exemples de mis, en oeuvre de l'invention. Sur ce dessin : les fig. 1 à 3 sont des coupes longitudinales et axiales laissant voir le détail du dispositif; les fige 4 a 7 représentent le dispositif combiné ,.' avec un four Martini la fige 8 est une coupe longitudinale et axiale d'un dispositif de chauffage combiné; la fige 9 est une coupe longitudinale et axiale du premier stade d'un dispositif de chauffage .. la poussière il } de charbon; les fig. 10 à 14 sont des coupes axiales de dispositifs pour le chauffage combiné;
la fig. 14 est un schéma d'un mode de construo- tion d'un four, dont le chauffage comporte un retour des gaz de carneaux; la fige 15 indique schématiquement une variante du dispositif de lafig. 14: la fige 16 est un schéma d'un chauffage au masout et aux gaz, de hauts-fourneaux avec retour des gaz de oameaux et réglage automatique; les fige 17 et 18, enfin, indiquent schématique- ment un dispositif de chauffage d'un four, dans lequel le combustible gazifié dans la même chambre de réaction est mélangé dans plusieurs brûleurs avec l'air qui est nécessaire pour sa combustion complète, ces brûleurs servant au chauf- rage du four.
Dans le dispositif représenté sur la fige 1, qui est destiné surtout des essais et à des opérations de réglage, le gicleur 1 d'une .construction connue quelconque
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est monté dans un manchon 2, dans lequel on insuffle de l'air.au moyen d'un ajutage 3. L'injection du mazout se fait par un ajutage ± et l'entrée de l'agent de pulvérisa- tion, par exemple de vapeur ou d'air comprimé, .se fait par un ajutage 5. Depuis le manchon 2, l'air insufflé pénètre par des buses 6 dans le mélangeur du dispositif.
La pression @ de l'air doit être suffisante pour qu'il passe en turbillon- nant à travers la chambre de réaction, ceci à une vitesse @ qui atteint avantageusement en direction axiale 20 à 30 m/sec. et au moins 10 m/sec. La vitesse d'écoulement du mazout in- jecté en direction axiale doit, cependant, être nettement plus grande, c'est-à-dire d'au moins 50 m/sec. et de préfé- rence beaucoup plus grande, par exemple de 200 m/sec.
Le mouvement tourbillonnaire de l'air est obtenu en donnant aux buses 6 la forme incurvée, représentée sur le dessin, leurs sorties formant avec l'axe longitudinal de la chambre de ré- action des angles aigus sans toutefois couper cet axe. Ces buses 6 sont montées symétriquement autour de la sortie du gicleur 1 et peuvent être déplacées en direction longitudi- nale à l'aide de tiges 7, tout en pouvant tourner autour de leur axe, de sorte qu'on peut régler ces buses à'tout moment pour obtenir le mouvement tourbillonnaire désiré.
La rotation des buses est effectuée avantageusement à l'aide d'une cou- ronne dentée 8, qui s'insère dans des pignons 9 clavetés sur les tiges 7 et peut être actionnée à l' aide d' une roue dentée.
10. Les buses 6 sont de préférence échangeables, de sorte qu'on peut utiliser dans le dispositif des buses de formes et de dimensions différentes, ces dimensions et l'angle d'in- clinaison pouvant être éventuellement différents d'une buse à l'autre. On peut également régler ces buses de façon que les courants de l'air sortant frappent le jet de combustible à des emplacements différents.
On peut même rendre tour-
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billonnant le jet de combustible, quand l'angle *et faible, de sorte que ce dispositif permet d'obtenir un très boa mé- lange du jet de combustible pulvérisé avec l'air insufflé, car le gicleur 1 est avantageusement coulissable en di- rection axiale dans son logeaient.
La fig. 1 indique que le mélange s'effectue dans un mélangeur, qui est directement raccordé à un diffuseur 11, de dernier aboutissant à une chambre de réaction 11a d'un- diamètre 'constant
Le paroi de la chambre de réaction cylindrique 11a est faite d'un matériau réfractaire 12, par exemple de terre réfractaire ou de magnésite de chrome comprimée, cette paroi étant entourée d'une enveloppe isolante 13, qui peut être en amiante ou en brique 'isolante et recouverte à son tour d'une enveloppe 14. L'enveloppe isolante 13 est en- tourée d'une chemise de refroidissement à air 15, dans laquelle on insuffle de l'air par l'ajutage 16.
On voit sur la figure que la longueur axiale de la chambre de réaction 11a est beaucoup plus grande .et atteint environ 5 fois le diamètre intérieur de la partie cylindrique
A partir de l'enveloppe de refroidissement 15, l'air réchauffé s'écoule par -les buses 18 qui sont prévues dans la face frontale 17 de cette enveloppe. La construc- tion et la disposition de ces buses sont analogues à celles des buses 6 et elles peuvent légalement être déplacées à l'aide de tiges 19 et de roues dentées 20, 21 et 22 et échangées après enlèvement dû couvercle 23, tout aussi bien que les buses 6 après enlèvement du couvercle 24.
L'air insufflé par l'ajutage 16 et passant dans l'enveloppe 15 de refroidissement s'écoule par conséquent par les buses 18 et pénètre dans le mélangeur du deuxième stade de mélange, mélangeur auquel est à nouveau raccordé un diffuseur. L'en-
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veloppe de refroidissement est raccordée à 1'élément: 25 formant le mélangeur-diffuseur et constituée par un maté- riau réfractaire, ceci au moyen de la bride 26 et de la bride 15a de l'enveloppe 15 de refroidissement. L'élément 25 est à son tour fixé et encastré dans la maçonnerie de la chaudière ou du four, qui ne sont pas représenté sur le dessin.
Le dispositif indiqué sur la tige 2 ne se distin- que de celui de la fig. 1 que par le fait que les buses mélangeuses mobiles sont remplacées par des bagues échan- geables portant des alésages appropriés. Les axes longitu- dinaux de ces alésages forment par conséquent avec l'axe de la chambre de réaction des angles aigus, sans couper ledit axe, de sorte que l'air insufflé par ces alésages est pro- jeté avec un mouvement tourbillonnaire dans le mélangeur.
Dans ce dispositif, la paroi 12 réfractaire de la chambre de réaction 11a comporte une enveloppe 13 isolante recou- verte à son tour d'une enveloppe 14. L'air, qui passe dans la chambre 15, passe dans les alésages de la bague 27 et pénètre dans le mélangeur, c'est-à-dire dans l'intérieur de l'élément 25. Cet élément 25 porte une bride 26, à laquelle fait suite la bride 15a de l'enveloppe de refroidissement.
Le jet de combustible sortant du gicleur 1 se: mélange avec l'air qui s'écoule des alésages de la bague 28. Les bagues 27 et 28 sont montées de manière échangeable. En outre, on peut utiliser aussi bien dansla dispositif de la fige 1 que dans celui de la fige 2, à la place d'une huile de chauffage contenant du soufre, également un gaz de chauffage contenant du soufre, qu'on injecte dans la chambre de réaction.
Sur la fige 3, on a représenté un dispositif de chauffe avec un gaz contenant du soufre, gaz qu'on injecte, a travers un ajutage 29. L'air, qu'on doit mélangea avec le gaz,
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pénètre par l'ajutage 3 dans l'espace délimité par l'enve-
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loppe 2 et se mélange, en passant avec oub.l3.onnemenl travers les alésages de la bague 28 avec le gaz passant dans le tube 29 pour pénétrer-dans le mélangeur court et
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de là dans le diffuseur 11. La chambre de réaction lla est entourée d'une paroi 12 en matière réfractaire, portant une garniture isolante 13 et sur celle-ci une enveloppe 14.
Dans l'espace entre les enveloppes 14 et 30, l'air entre par un ajutage 16 et, a sa sortie à travers les alésages de la bague 27, il pénètre dans le deuxième mélangeur-diffu-
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saur, dont le corps 25'on matière réfractaire est raccordé l'aide d'une bride 26 à la chambre de réaction, 11. Dans toue les dispositifs préitéa,-la chaleur développée dans la chambre de réaction est on peut dire complètement utili- sée, car l'air, qui circule autour de la chambre de réaction, . est insufflé dans la chambre de combustion.
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L'utilisation des dispositifs conférâtes a l'inven- tion pour des fours Martin est, représentée sur leu fîg, 4 â 7, car l'installation conforme.a l'invention peut égaiement servir au chauffage des fours précités avec du gaz généra- tour contenant du soufre ou avec un combustible contenant du soufre.
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Conformément a l'invention, on monte à la tête du four Martin 31 un dispositif de ce genre ou plusieurs de ces dispositifs. De la le gaz pénètre dans la tête 32 du four ou il est mélangé avec l'airnécessaire pour la cent. bustion complète.
En conséquence, on mélange toujours dans la tête du four le gaz avec de l'air, que ce soit du gar de généra-
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tour ou de l'huile gaatitléop contrairement aux diapositive de chauffe utilisés jusqu'ici, dans lesquels on injectait
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lors de l'utilisation d'une huile comme combustible dans l'air un jet d'huile à l'état pulvérisé.
Dans les fours Martin chauffés au mazout ou à l'huile, on préchauffe généralement l'air. Quand on utilise pour de tels fours le dispositif conforme à l'invention, il est indiqué de mélanger à l'air, qui pénètre dans la four sous une pression relativement faible et à une vitesse peu élevée, le gaz chaud provenant de la chambre de éaction du disposi- tif sous une pression plus élevée et à une vitesse plus considérable et d'accélérer ainsi, grâce à cette différence de vitesse, la combustion du gaz.
Il en résulte que le mélange du gaz avec l'air ne peut pas se faire au même endroit auquel on injectait jusqu'ici dans les fours chauffés au mazout le jet de mazout dans la tête du four ou dans le cou- rant d'air, car il se produirait à cet endroit des tempéra- tures très élevées. De ce fait, on est obligé d'introduire dans le four le gaz sortant de la chambre du réaction du dispositif à un endroit qui est plus rapproché de la chambre de combustion du four.
La grande vitesse, qui anime le gaz aprtant de la chambre de réaction du dispositif Conforme à l'invention, exige qu'on divise le jet de gaz en deux ou plus de deux parties et qu'on mélange ce gaz avec l'air, car de cette façon, on peut obtenir des conditions améliorées de la combustion et une atmosphère plus homogène dans le four.
Sur la fig. 4, on a représenté une vue prise pardessus d'un dispositif présentant les caractéristiques 'précitées* De part et d'autre, des canaux 33 et 34 aboutissent dans la tête 32 d'un four Martin, de façon que les axes de ces ca- naux se coupent l'entrée de la chambre de combustion 35.
Ces canaux 33 et 34 forment les chambres de réaction des @ dispositifs conformes à l'invention, dans lesquelles on in-
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Produit le combustible par, un6 tubulure 4 et l'agent de pulvérisation par une tubulure 5, tandis que 18#1i 'y pénètre par le manchon 3. L'air préchauffé, qui sert? brut,- le' gaz produit dans le dispositif', est injecté par un canal z.
Dans le d.ap6$it.t conforme la 3.g, 4, les courants ga- zour produits dans les deux dispositifs se reaooofereat a un endroit où ils ne touchent pas' le bain d*&Cer 3.iqf4é, tmaîn se mélangent intimement zei l'air ah4ud qui provient du régénérateur du four Hartin et qui est introduit? P*r le. canal 36.
Le.dispositif conforme à la i".ß. 5* qui représente
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une vue latérale partielle, comporte en plue des deux cana=
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33 et 34 visibles sur la fig. 41 encore un canal mipplémeni- taire ou une chambre de réaction 3?, qui sont disposée de façon que troie gourants de gaz pénètrent de cette manière danz la tête du four 32, dont deux sont des courants de gaz latéraux et le troisième est injecté du haut oonforaérnent
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au dispositif indiqué sur la tige 5. L'air chaud provenant du régénérateur est introduit dans ce cas également par un canal 36.
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Dans le dispositif représenté sur la fig* 6 en vue latérale et sur la fig. 7 en vue prise par-dessus, les
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deux dispositifs conformes l'invention sont placés cote
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a cote, de sorte que les chambres de réaction 38 et 39 sont
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juxtaposées. Le gaz produit dans ces dispositifs est amené
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par le canal 36 dans le courant d'air chaud venant du réglé- nérutour, ce qui crée également des conditions favorables
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a une bonne combustion.
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Darm les dispositifs correspondant aux fig 4 à ?, les dimensions des chambres de réaction du dispositif coa- fonao'a l'invention, ainsi que la pression de l'air entrant
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sont choisies de façon que le gaz passa dans les chamores de réaction a une vitesse supérieure à 10 m/sec., avantageusement une vitesse de 25-35 m/sec. Pour la reste, ces dispositifs peuvent également prendre la forme représentée sur les fig. 1 à 3, sauf la différence que dans les dispositifs des fige 4 à 7 le mélange-diffuseur placé après la chambre de réaction et l'introduction d'air secondaire deviennent superflue.
En outre, ces dispositifs permettent d'utiliser avantageusement l'air chaud s'écoulant autour des chambres de roaction pour pulvériser le combustible ou pour former l'air primaire qu on mélange dans la première phase avec le combusti de, ou encore pour les introduire dans l'injecteur, dont la description est donnée plus loin.
Dans les dispositifs répondant aux fige 4 à 7, on peut aussi utiliser, à la place du mazout, des gaz indus- triels contenant du soufre pour le chauffage. Dans ce cas,il faut cependant agrandir les dimensions de la chambre de réac- tion, pour tenir compte de la teneur enazote du gaz de chauffe, comparativement à un chauffage au mazout. Dans les disposi- tifs conformes à l'invention, on peut d'ailleur utiliser tous les gaz industriels brûlant avec flamme incolore, par exemple les gaz de hauts-fourmaux ou les gaz naturels mélangés, ou la gaz naturel pur qui brûle avec une flamme lumineuse et rayonnante.
Dans les dispositifs conformes aux fig. 4 à 7, il peut en outre être indiqué d'aspirer une partie de l'air chau4 sortant de la chambre de régénérateur au moyen d'un injecteur alimenté par l'air froid, d'utiliser dans l'instal- lation l'air moins chaud provenant de ce mélange d'air chaud et d'air froid.
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Le dispositif représenté suri la fig. 8 du zamia est destiné à une chauffage combinée c'est-à-dire un auf- fage au mazout et au gaze On introduit dans l'injeotoul""o mazout 1 le combustible par une tubulure 4 et l'agent de * pulvérisation par une tubulure,5.,Llinjeoteur est incorporé à h. un tube 40, qui porte une bride -1. On injecte l'air par\ un manchon 3 et on Mélange cet air au moyen des alésages pratiqués dans la bague 28 avec le jet de combustible pulvé- risé, le mélange pénétrant dans la chambre de réaction lia,
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dont la paroi 12 faite de matière ré:rractalre est entourée de l'caveloppe 13 isolante et d'une autre enveloppe 14.
' a3s insufflé par le manchon 16 circule au long de cette enveloppe métallique entre les parois 14 et 30$ puis s,é- , ahappe par les alésages pratiqués dans la bague 27. Un autre manchon 42 sert a introduire dans la chambre délimitée par les parois 30 et '44 un autre gaz combustible, par exemple un gaz de haut-fourneau, qui -pénètre par des alésages de la bague 43 dans le mélangeur 45. Tous ce$ alésages sont dispo-
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ses et calibrés de façon qtiele gaz soit amené tengentielle- ment travers ces alésages,maie a une vitesse moindre que celle du gaz sortant de la chambre de réaction.
L'angle d'inclinataon 1'5 des axes de ces alésages, par rapport a l'axe de la chambre de réaction 11a, est avantageusement plus grand que l'angle d'inclinaison des axes des alésages destin- nés à la sortie de l'air, par rapport à la. ligne axiale de la chambre de réaction; de plus, tous ces alésages sont disposés do façon que le courant du gaz sortant soit mélangé par un mouvement tourbillonnaire de marne direction avec le
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courant de gaz sortant de la'chambre de réaction lia.
La vii- tosse de l'air sortant des alésages de la bague 2? est avan-
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tagousement plus grande que colle du gaz sortant des alésages de la bagua 43 et que celle du gaz sortant de la chambre de réaction
11a. Lorsqu'on établit les dimensions des divers éléments du dispositif, on doit également; tenir compte de la teneur en azote du gaz qui entre par lu manchon 42, afin d'obtenir des conditions favorables a la combustion.
Dans le dispositif indiqué sur la fig. 9, on insuffle par le manchon 29 de la poussière de charbon en suspension dans l'air* En même temps, on insuffle par le manchon 3 l'air qu'on doit mélanger avec le jet de poussière de charbon sortant de la buse 46. Pour le reste, le dispositif peut être identique, par exemple, à celui indiqué sur la fig. 3, ce dernier peuvent d'ailleurs servir a. la combustion de la poussière de charbon insufflée à travers le manchon 29.
Le dispositif représenté sur la fig. 10 est approprié à l'utilisation de mazout et de deux sortes de gaz, dont l'une est injectée par le manchon 42 et l'autre par le manchon 47.
La tubulure 4 sert à l'arrivée du mazout, la tubulure 5 à celle de l'agent de pulvérisation, par exemple de la vapeur ou de l'air comprimé, et la tubulure 3 ainsi que la tubulure 16 sont utilisées comme arrivées d'air. Parmi les manchons 16, 42 et 4? on peut utiliser l'un ou l'autre pour l'injection de l'air, tan- dis que les deux autres servent à introduire chacun un gaz com- buetible déterminé.
On règle la quantité des gaz et de l'air de façon que dans la deuxième chambre 48 de carburation il ne se produise qu'une combustion partielle, par exemple à des tempéra- tures comprises entre 500 0 et 130000, La paroi 49 de cette chambre 48 est également faite d'une matière réfractaire et alla est entourée d'une matière isolante 50, le tout pouvant être monté dès l'abord dans la paroi du four.
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Quand on utilise un tel dispositif,' Par exemple pour chauffer un tour Martin; on peut l'alinenter en plus du mazout avec du gaz de haut-fourneau et du cas naturel, ou avec du gaz de haut-fourneau 'et du gaz de générateur, ou encore avec du gaz de haut-fourneau et du gaz provenant de la chambre de combustion. Dans ce cas, on introduit, par e- xemple, à l'aide de l'ajutage 4 le mazout, a l'aide de l'aju- tage 5 l'agent de pulvérisation, à l'aide du manchon 3 l'air, à travers le manchon 16 également de l'air, a travers le manchon 42 du gaz de haut-fourneau et, enfin, à travers le manchon 47 du gaz naturel.
D'autre part, le manchon 16 sert à l'insufflation d'une quantité suffisante d'air permettant de produire dans la chambre 48 une température de 600 C à 1300 C. On peut également insuffler à travers le manchon 16 éventuellement de l'air chaud provenant du régénérateur et mélangé avec de l'air.
L'avantage d'un tel chauffage combiné réside entre autres dans le fait que, dans la plupart des cas, on peut abaisser sensiblement le coût du combustible et brûler le gaz naturel ou le gas de haut-fourneau avec - . une flamme produisant un rayonnement plus important,
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Le dispositif ocafomae à la t1g.1'OOv141tir également à une chauffe mixte:' dans ce . OA ; mazout par l'ajutage 4 et l'agent de pul , sG.o p* pata?, par Cl ajutage ' 5 dans l'injecter 4e pv' ,'. 11104 .1 rau '! mazout. Le jet de mazout pulvérisé se trouve mélange avet! l'air, passant dans le aanehon, J>% ce aélange s'écoulant ai' travers les aléseges de la bague échangeable 28 hors de \'\ Penv(JlopJe 2.
Lo munchon tubulaire 29 certau passage du \.\ gaz ou do la poussière de charbon en suspe-ision dans le \11; -jet d'air, qui sont mélangés également dam. la chambre de\ mélange 51 avec le jet de mazout pulvérisé - t avec l'air \\
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et brûlés partiellement dans la chambre de réaction 11a, La paroi de la chambre de réaction est également faite d'un matériau réfractaire 12, qui est entouré d'une manière iso- lante 13 logée dans une enveloppe 14. On insuffle dans l'espace existant entre les enveloppes 14 et 30 l'air qui entoure la chambre de réaction, ceci au moyen d'un manchon 16, cet air passant de là à travers les alésages de la bague 27 échangeable dans le mélangeur 45.
Le corps de ce mélangeur et du diffuseur qui lui est raccordé est consti- tué par un matériau réfractaire 25.
Le dispositif conforme a la fig. 12 ne diffère du dispositif représenté sur la fig. 11 que par le fait que, dans ce cas, le mélange gaz-combustible gazefié n'est pas brillé, car le gaz produit dans l'espace entouré par le maté- riau réfractaire 12, gaz dont la température est comprise entre 600 0 et 1300 C, est amené dans le dispositif de chauffe, par exemple dans celui d'un four Martin.
Le dispositif conforma à l'invention peut* également être utilisé, comme on l'a déjà indiqué, pour la*\ simultanée de plusieurs sortes de gaz et il peutêtre alimen- té par du gaz naturel et du gaz de haut-fourneau, du gaz de naturel et du gaz de générateur, du gaz carneau et du gaa de haut-fourneau etc... Un tel dispositif a pour but ou bion de transformer le H2S provenant de la teneur en soufre des gaz en du SO2, afin d'obtenir une flamme plus courte, ou bien d'obtenir la combustion avec flamme lumineuse du gaz qui brûlerait autrement avec une flamme incolore.
Sur la fig. 13, on a représenté un dispositif alimenté avec deux sortes de gaz. L'un de ces gaz est amené à travers des manchons 29 à l'extrémité desquels se trouve une buse 46 échangeable. Le manchon 3 sort insuffler la quantité d'air qui est nécessaire pour obtenir dans la
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chambre de réaction lia une-température de 600 0 A lÒ0 G* Un manchon 42 sert a l'introduction de l'autre ga, qui pénètre alors à travers 3.ta^ alésages de ls bagne q2 éohsn-' goable dana l'espace mélangeur 53.
L'air injecté par le man- chon 16 est réchauffa dans l'espace existant entre les enveloppes 14 et 30 et s'écoule à travers les alésas.. de la bague 27. les alésages des..,bagne$ 28, 52 et 27 sont diapo- sés de façon que l'air ou le gaz qui les traversent passent
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dans un mouvement tourbillonnaire de m$me direction k travers les espaces mélangeurs et la chambre de réaction 11aet que la vitesse des jets d'air passant dans les alésages de la bague 28 soit plus grande que celle des jets de gaz qui
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sortent des alésages' de la bague 52.
De Plus# il est avan- tageux que les angles existant entre les axes des alésages
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de sortie des jets gazeux et les axes de la chambre de réglo- tiou, soient plus grands que les anglos [alpha] existant entre les axes des passages d'air et la ligne axiale de la chambre de réaction.
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Quant on utilise le dispositif conforme à la fige 13 pour un four Martija, les organes 16, >Ot 2? et 17 sont supprimés, étant donné ,que dans ce cas, on prélève sur le régénérateur l'air secondaire qui est nécessaire à la combustion complète des combustibles.
Dans le dispositif représenté sur la fig. 14, on chauffe des pièces d'acier brut ou des billettes 54, 55, 56, etc.. dans le four au moyen du dispositif accessoire,
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dispositif qui peut être, par exemple, analogue à ceux repré- sentes sur les fig. 2 ou 3, .ou constitué par un chauffage au mazout ou 1 la poussière ,de charbon; on introduit le combu-
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stible par l'ajutage 4, l'air à. mélanger dans le premier. - stade par la tubulure 3, ceci en une quantitéréglable au moyan d'un tiroir 57. Cet air est chassé par ua ventilateur
58 à travers une tubulure 59, qui alimente également l'in- jecteur 61 réglable au moyen d'un tiroir 60.
Dans cet injecteur, l'air pur provenant de la tubulure 59 est mélangé avec le gaz de carneau provenant de la tubulure 62 et le mélange pénètre dans l'espace qui entoure la chambre de réaction, puis il est mélangé avec le mazout ga@ifié ou la . poussière de charbon qui sont produits dans la chambre de réaction. Ire gaz de cerneau est insufflé dans le tubulure 62 au moyen d'un ventilateur 63? et se trouve déjà mélangé à de l'airt l'air est aspiré en une quantité qu'on peut régler a l'aide d'un tiroir 64 directement à partir de l'atmosphère.
Le ventilateur 63 aspire le gaz de carneau selon une quantité réglable par un poussoir 65 à partir de la conduite de gaz de carneau 66 du. four 67, avant que cette conduite aboutisse dans la sprtie 68 allant il la cheminée le gaz de carneau se trouvant à ce moment déjà? refroidi au moyen d'un échangeur de chaleur 69* Dans un tel dispositif, on peut par conséquent aspirer à travers la tubulure 16 un mélange . gaz de carneau-air réglé en une proportion détermi- néece qui permet d'équilibrer et de régler aisément la tem- pérature de la flamme et aussi la longueur de celle-ci.
Dans le dispositif conforme à la fige 15, on mélange également du gaz de carneau à l'air secondaire, mais en utilisant un seul ventilateur 70, qui envoie l'air aspiré de l'extérieur, d'une part, comme air primaire à travers un - conduit 59 et en une quantité réglable au moyen d'un tiroir 57 dans le manchon 3 et, d'autre part, dans l'injecteur 61 également en une quantité réglable au moyen d'un tiroir 60,
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cet injecteur envoyant par- le conduit 71 et %e aancboa 16. coma air secondaire de l'air, mélangé avec du gaz de carneau dans l'espèce qui entoure la chambre de réaction.
Ce gaz de
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Carne au est à son tour aspirée a l'état chaud pu Vinjecttur 61 à partir de la dérivation 72 du conduit 66 du Sa$ de carne au, ceci en une quantité réglable au moyen d'un tiroir 73.
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Sur la fig. 16, on a représenté eohéaetiameaent l'ali- mutation en huile gazéifiée,, en gas de aor.r,aa7t, en ga de haut-fourneau et en air d'un dispositif oasormt la fig. 8. On insuffle de l'air par les manchons $ et 16, . et par la tubulure 4 l'agent; de pulvérisation pour l'huile
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'2de chauffe arrivant par la tubulure 5. 1* manchon 42 sort à l'introduction depuis l'injecteur 61 d'un n4l=go de Cas de carneau et de gaz de haut-f ourûeau,tànais2qua .le conduit 174 mlao ce gaz de haut-fourneau et le conduit 7S le gas de earnaau dans l'injecteUr 61.
Pour régler la quantité de gaz de cerneau, on utilise un tiroir 73 et un volet 75 et pour régler la quantité de gaz de haut-fourneau également un tiroir 76. Du fait que la quantité de gaz de haut-fourneau disponible est très variable, on est obligé de replacer par de l'huile les calories qui Manquent quand la quantité de gaz
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de haut-fourneau baisée, s'es.r dire qu'il faut brûler da..
vantage d'huile Pour le réglage automatique du dosage de l'huile, on utilise un régulateur 77, dans lequel la pression
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mormutanée du gaz de haut-fourneau dans le tube 78 produit l'ouverture d'une soupape 79 lors d'une baisse de pression et amène ainsi dans la tubulure 5 davantage d'huile venant
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du conduit 80.
Ce régulateur 77 rg3.e en m8me temps le volet 81 de l' air primaire et le volet 75 du gaz de carneau, ce réglage pouvant être effectué par des moyens électriques, hydrauliques ou mécaniques a l' aide d'organes de réglage 82,
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83, 84, Ce dispositif permet par conséquent d'utiliser pour le chauffage les gaz de haut-fourneau disponibles en des quantités très variables, du fait qu'on utilise te l'huile ! comme agent auxiliaire et qu'on assure la constance de la température de combustion en. dosant la quantité de gaz de carneau. Une telle opération n'était pas possible jusqu'ici.
Sur les fig. 17 et 18, on a indiqué un dispositif dans lequel on amené dans une chambre de réaction commune le gaz d'huile à des brûleurs disposés dans le même four pour brûler ce gaz dans ces brûleurs. Cela permet d'utili- ser oomme combustible des huiles de chauffe très visqueuses, même pour des puissances des brûleurs si faibles, opération qui serait normalement impossible par suite des difficultés de réglage, dans ce cas il fallait jusqu'ici recourir à l'utilisation du gas-cil bien plus coûteux ou même du gaz de ville pour un chauffage de ce genre. -
Selon la fig.
17, qui est une vue schématique et prise sur l'avant du four, la totalité de la chambre de réaction 85 est disposée au milieu et à gauche et à droite les divers canaux 86,87,88 et 89 aboutissent aux différents brûleurs non représentés sur ce dessin! les sections de pas- sage des différents canaux pour les gaz peuvent être réglées à l'aide de tiroirs 86a, 87a, sa,! et 89a, Tous ces canaux de gaz sont alimentés à l'aide d'un canal commun 90.
La section schématique indiquée sur la fig. 18 fait appa- raître à droite le montage vertical de la chambre de réaction 85,depuis laquelle un manchon tabulaire 91 ' avance vers le , bas dans un siphon * eau 92. A la partie supérieure de la chambre de réaction sont disposée les organes 1, 3, 4, 5, 28, 40 et 41 déjà indiqués sur la fig. 8, qui font suite au mélangeur-diffuseur constituant la partie supérieure de la
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chambre de réaction.
Ainsi, la tubulure 3 sert à introduira del'air, la tubulure 5 de l'huile et la tubulure 4 l'agent de pulvérisation de l'huile. L'huile gazéifiée dans la ' chambre de réaction 85 arrive par le conduit 93 aux divers brûleurs, qui sont, par exemple, construite de la façon représentée sur la partie médiane et gauche de la fig. 3, de manière à mélanger l'huile gazéifiée qui passe dans la chambre cylindrique 41 avec l'air qui est insufflé à l'aid, du manchon 16 et des ouvertures de la bague 27.
Ce mêlant est encore favorisé par le mélangeur-diffuseur 95 muté dans la paroi 94 du four, la flamme étant projetée dans chambre de combustion du four 80 partir de ce mélangeur diffuseur.
Il résulte des exemples qu'on vient de décrire, que le procédé et le dispositif conforme l'invention peuvent recevoir de nombreuses variantes et modifications sans sortir du cadre de celle-ci.
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Method and device for heating boilers or coughs * $
The present invention relates to a method and device for heating onaudières or furnaces, in particular furnaces used in steelworks, in which the steel is heated before its shaped mine / by ample on a rolling mill / using a fiasse or several flames having an adjustable temperature and which are produced by the combustion of one or more fuels in the furnace *
The invention aims,
on the one hand the economic improvement of the heating and, on the other hand, the suppression of the harmful influences exerted by the chemical processes which take place during heating in the flame chamber.
Since the most difficult technical conditions * of heating arise in
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furnaces in which steel billets or raw steel are heated to the rolling temperature, the invention is
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described below for a mine canvas in operation, naistbien understood, it can also be advantageously applied to furnaces and boilers of another type.
In the towers where pieces of steel are heated
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for their nix in later form for example fear forging them rolling them working with the press * eto .., this is obliged to obtain a good .yield of the lathe, a boa whole heating of the material, this for a consumption of com
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as moderate as possible and above all with a low formation of scale / loss of Mier by oxidation / * It is therefore advantageous to efcauf iron the oven with aoabuxt2-,
inexpensive wheat for example - a "high viscosity all"
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and worn out significant sulfur content * The efficiency of the furnace can be improved, mainly by increasing its temperature.
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ture, but this considerably accentuates the formation of scale / oxidation of the steel /.
Likewise, the losses by oxidation of the steel increase rapidly when 04 refill in 1 $ chamber of the furnace 109: air volumes to achieve good combustion! fuel * Furnace provide an overview of the economically very detrimental effect of the formation of
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scale, it is indicated that a formation of 1 X of this scale corresponds little to the value of 40% of the aorta fuel oil that the lowering of the rate of scale is economically very important. more than these battlturts usually quickly blocking the furnaces which considerably reduces the duration of their operation due to the essential cleaning * This phenomenon is particularly unpleasant when oat uses fuels containing sulfur,
because this -sulfur usually presents 'containing sulfur, because this-sulfur ppéaente tuellsai.ab'
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in the form of 88 daas the flame chamber in the furnace ti jet hydrogen sulfide forms with the an euteetiqos scales of low melting point, which quickly leads to the clogging of the: Court
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In the pmc> 446b of the heaters usually used, the main objective, as we know, was to save fuel and mix this fuel as perfectly as possible in the burner with the combustion air.
We inject
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was this mixture in the said heating chamber in turn had it burned with a determined length of the floame In practice, however, and mixing in the burner is never perfect, so that the mixing continues in the
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the flame chamber of the furnace * This results in a decrease in the efficiency of the combustion and, as a result, it was necessary to introduce a reinforced excess of air to be able to
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burn the fuel with the predetermined flame length in the flame chamber.
This increased excess of air, however, further destroys the efficiency of the heating and increases the amount of scale.
By researching these conditions and
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complicated phenomena, the applicant has found that the formation of scale is influenced considerably by the homogeneity of the atmosphere prevailing in the furnace, therefore by the uniform composition of the gases in the chamber.
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flame of it. In the case of a non-hazardous atmosphere in the furnace, the laboratory of the latter contains more free oxygen than the amount corresponding to the excess air, in addition there is non-hazardous gas. burnt and when the fuel contains sulfur, this is present as H2S, which noticeably etches the steel.
In a homogeneous atmosphere, on the other hand, sulfur is burnt forming SO2, which exerts an influence on the steel.
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much less harmful -
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These findings have made it possible to develop a heating process which makes it possible to avoid the aforementioned drawbacks in a way which had never been carried out before. In accordance with the invention, where does this result
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by introducing in 1 *, add a mixture of a-ai, fret àoaq. gene, together with excess air:
table not yet reached. We thus obtain a homogeneity of the atmosphere
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oven, never obtained before, and an appropriately regulated combustion. The process * = to the invention therefore not only saves fuel, but also the use of fuels containing sulfur. In addition, for the same temperature of the furnace, the formation of scale is considerably reduced, for example
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from 20 to 40%,
all these advantages obtainable! even when using cheap fuels. Srtoe to the heating process of the invention, this can obtain for the same yield of the furnace a reliable formation of scale, which had never been achieved, or for identical scale rate a high yield of the furnace not yet reached, 'as well as 'a functioning, any of these
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two limits, i.e. less scale for increased oven efficiency,
all these advantages result from the correct adjustment of the oven temperature. A perfection-
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Considerable nemeat of the process of the 3.nvent3.o-ar. also in the fact that one can use a combined ob4u: ri, ge, that is to say simultaneously several fuels, and also use for heating - gases of high ta? ", ra = which are available in widely varying quantities, either together with fuel oil or jointly with other gases.
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We get in accordance; is intended for all of the aforementioned advantages, in that the fuel is mixed at least in several stages with the combustion air, but '
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an forming a turbulent flow in the direction so that mixing takes place in the first stage without the intervention of combustion, preferably in a mixer-diffuser;
in the second stage, combustion is produced! partial of at least one of the fuels, combustion produced in a reaction chamber having the shape of a body of revolution, preferably a cylindrical shape * The length of the reaction chamber must in this case be at least 1 , 5 times its larger diameter After
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the gas mixture has traveled in a movement U61ioo% dal a certain path along the walls of the reaction chamber heated to 600-1400 0 and constitutes a gas having a calorific value of 1300 to 2800 calories, produced in the stage following an introduction of air,
so that the excess air in the flame burning in the heating chamber / calculated with respect to the total quantity of fuel / is at most 25% and advantageously from 5 to 15%, this for an atmosphere practically homogeneous in the heating chamber.
In the description above and in the description which follows, the term "substantially homogeneous" denotes an at-
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mosphere prevailing in the jottauff e chamber, in which the compositions of the gases are not very different from various samples taken throughout the flame in the heating chamber. The content of 002 gas mixture is the most important characteristic of the heating chamber. the composition of this gas. When it comes to a practically homogeneous atmosphere,
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this COZ content of the various samples must not allow deviations exceeding 1.5 to 2.5%.
Such an atapaphere
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homogeneous represents an improvement? Considerable compared to previous heaters, in which deviations of less than 4% of the 002 content could not be observed for different samples taken at different locations. Likewise, the excess air used in accordance with the invention remains very low. Hitherto oil-fired heating plants, especially when using heavy heating oils, required 25 to 50% excess air, while according to the invention it is generally possible to use a excess air not exceeding 10-20%.
For gas heating installations, the excess air usually used amounted to 15-25%, while in the process of the invention, an excess of air of 5 to 15% is sufficient.
In installations heated with coal dust, heretofore generally an excess of air of 25-40% has been used, while the process of the invention allows it to be restricted to 15-25%. This reduction in excess air in a known manner considerably improves the efficiency of the heating and, since the fuel is completely burnt despite the small excess of air, even if the flame is relatively short, the process of heating. The invention does not require any lengthening of the furnace.
From an economic point of view, it is advisable to use as fuel, which is mixed in the first stage without combustion with air, a fairly heavy and inexpensive oil with a high sulfur content instead of gas. - much more expensive than hitherto used for this purpose;
coal dust or a gas can, however, also be used in place of the above-mentioned oils. The gas used as fuel, which can moreover be a different gas from that which is mixed with air in the first stage, is either injected into the reaction chamber, or
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mixed with the gas stream leaving the reaction chamber. However, this mixing * is always operated in the same direction as the vortex flow used to mix the fuel with air in the first stage.
The good dip in the reaction chamber can further be improved by blowing the solid or liquid fuel axially into the reaction chamber and at a rate which is at least an order of magnitude higher than the rate. flow of the mixture into the reaction chamber, measured in the axial direction * Good carburization and mixing can still be promoted in the reaction chamber because the cross section of the reaction chamber in the direction of its length remains at least approximately constant or increases in a much smaller manner than the increase in volume of the gases circulating therein, this increase in volume being due to heating.
The complete combustion of the gases leaving the reaction chamber can be improved if preheated air is mixed with these gases. When the pre-heating of the air is obtained by flowing the air along the outer wall of the reaction chamber, one obtains, on the one hand, a cooling of this chamber and one takes advantage, on the other hand, the quantity of heat available at this location If, where applicable, a flame temperature is obtained which is higher than that which is necessary, - a gas lean in oxygen can be injected into the gas mixture leaving the reaction chamber,
for example a camel gas. Experience teaches that one can improve the good mixing of all the constituents by effecting it in a mixer, in which one introduces the air or, respectively, the gas tangentially alon a vortex current of the same direction and by connecting a diffuser directly to this mixer.
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The essential characteristic of the close to the invention therefore resided in the fact that a combination of the means described above is used to obtain a perfect mixture of gas and air, even when burning solid or solid fuels. liquids, and that this homogeneous mixture of gas and air is burnt in the boiler or in the furnace in the presence of such a small amount of air that it has hitherto been rendered practically impossible, while respecting the conditions which ensure the existence of a homogeneous atmosphere in the rose bush and the desirable length of the flame.
It is really surprising that all of these favorable effects can be achieved together, but this result is fully confirmed by practical experience.
It is mentioned by way of example that in a mobile furnace of a plate rolling mill ... for which hitherto it was not possible to use only generator gas and additional heating with oil and where the furnace clogged up prematurely as a result the high production of scale and the increase in calorific value from oils used as fuels, the process of the invention has the following advantages! the cost of fuel is reduced by 20%, as a higher proportion of cheaper oil is used; the total specific calorie consumption is reduced by about 5%;
the duration of use of the furnace increases by approximately 30 to 50%, this duration depending on the size of the scale, the loss by oxidation and combustion of the steel is also reduced by 15 to 25%.
When a control test is carried out with a boiler by comparing the usual oil heating with an oil heating according to the invention and using for two boilers of the same type, size and operation, in
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one heated in accordance with the invention, the following results are obtained. The boiler heated in accordance with the invention has an improved efficiency of 10 to 12% and its power increases from 4 to 5 tonnes / hour. up to 7 to 8 tonnes / hour @ the other pond conditions remaining unchanged.
The process of the invention can be carried out using various devices, however, having the following characteristics in common, they include a reaction chamber in the form of a body of revolution. lined with refractory material, the length of which is thirty to at least 1.5 times and better still 3 to 5 times the greater diameter. At one of the ends of this reaction chamber, fuel injection devices are mounted in the axial direction of the chamber, as well as peripherally around the injection orifice of the air insufflation nozzles, the axes of which form an acute angle with the longitudinal axis of the reaction chamber, without however cutting it.
In time, the anterior part of the reaction chamber, which is used for fuel injection, advantageously constitutes a mixer-diffuser, the reaction chamber itself being surrounded by an air-cooling envelope, of which the inlet sleeve intended for the air is preferably placed near the end of the reaction chamber which carries the fuel injection members, while the other end of the reaction chamber follows to the flame damper of the boiler or furnace to be heated, with additional air supply units and a mixer-diffuser.
The two parts can also be connected directly, the reaction chamber forming a whole with the boiler or the furnace, when the dimensions of the reaction chamber.
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yours are relatively small.
The accompanying drawing shows the method of construction and some examples of implementation of the invention without limitation. In this drawing: figs. 1 to 3 are longitudinal and axial sections showing the detail of the device; Figs 4 to 7 represent the combined device,. ' with a Martini oven, fig 8 is a longitudinal and axial section of a combined heating device; Fig 9 is a longitudinal and axial section of the first stage of a heating device .. the dust there} of coal; figs. 10 to 14 are axial sections of devices for combined heating;
fig. 14 is a diagram of an embodiment of a furnace, the heating of which includes return of the flue gases; Fig. 15 schematically indicates a variant of the device of Fig. 14: Fig. 16 is a diagram of heating with masout and gas, blast furnaces with gas return from oameaux and automatic adjustment; Figures 17 and 18, finally, show schematically a device for heating a furnace, in which the fuel gasified in the same reaction chamber is mixed in several burners with the air which is necessary for its complete combustion, these burners for heating the oven.
In the device shown in fig 1, which is intended mainly for testing and adjustment operations, the nozzle 1 of any known .construction.
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is mounted in a sleeve 2, into which air is blown by means of a nozzle 3. The fuel oil is injected through a ± nozzle and the inlet of the spraying agent, for example steam or compressed air,. is made by a nozzle 5. From the sleeve 2, the blown air enters through nozzles 6 into the mixer of the device.
The pressure @ of the air must be sufficient for it to pass in turbination through the reaction chamber, this at a speed @ which advantageously reaches in the axial direction 20 to 30 m / sec. and at least 10 m / sec. The flow velocity of the injected fuel oil in the axial direction must, however, be significantly greater, ie at least 50 m / sec. and preferably much greater, for example 200 m / sec.
The swirling movement of the air is obtained by giving the nozzles 6 the curved shape shown in the drawing, their outlets forming acute angles with the longitudinal axis of the reaction chamber without however cutting this axis. These nozzles 6 are mounted symmetrically around the outlet of the nozzle 1 and can be moved in the longitudinal direction by means of rods 7, while being able to rotate about their axis, so that these nozzles can be adjusted to ' any time to achieve the desired vortex motion.
The rotation of the nozzles is advantageously effected by means of a toothed crown 8, which fits into pinions 9 keyed on the rods 7 and can be actuated by means of a toothed wheel.
10. The nozzles 6 are preferably exchangeable, so that nozzles of different shapes and sizes can be used in the device, these dimensions and the angle of inclination possibly being different from nozzle to nozzle. 'other. These nozzles can also be adjusted so that the outgoing air streams strike the fuel jet at different locations.
We can even turn it-
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ridging the fuel jet, when the angle * is low, so that this device makes it possible to obtain a very good mixing of the fuel jet sprayed with the blown air, because the nozzle 1 is advantageously slidable in di- axial rection in its lodged.
Fig. 1 indicates that the mixing takes place in a mixer, which is directly connected to a diffuser 11, the latter leading to a reaction chamber 11a of constant diameter
The wall of the cylindrical reaction chamber 11a is made of a refractory material 12, for example refractory earth or compressed chromium magnesite, this wall being surrounded by an insulating envelope 13, which may be made of asbestos or brick. insulating and covered in turn with a casing 14. The insulating casing 13 is surrounded by an air cooling jacket 15, into which air is blown through the nozzle 16.
It can be seen from the figure that the axial length of the reaction chamber 11a is much greater and reaches about 5 times the internal diameter of the cylindrical part.
From the cooling casing 15, the heated air flows through the nozzles 18 which are provided in the front face 17 of this casing. The construction and arrangement of these nozzles is analogous to that of the nozzles 6 and they can legally be moved by means of rods 19 and gears 20, 21 and 22 and exchanged after removal of the cover 23, just as well. than the nozzles 6 after removing the cover 24.
The air blown in through the nozzle 16 and passing through the cooling jacket 15 therefore flows through the nozzles 18 and enters the mixer of the second mixing stage, to which mixer is again connected a diffuser. The en
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cooling jacket is connected to the element 25 forming the mixer-diffuser and made of refractory material, by means of the flange 26 and the flange 15a of the cooling jacket 15. Element 25 is in turn fixed and recessed into the masonry of the boiler or furnace, which are not shown in the drawing.
The device indicated on the rod 2 differs only from that of FIG. 1 only by the fact that the mobile mixing nozzles are replaced by exchangeable rings with suitable bores. The longitudinal axes of these bores therefore form acute angles with the axis of the reaction chamber, without cutting said axis, so that the air blown in through these bores is thrown with a vortex movement into the mixer. .
In this device, the refractory wall 12 of the reaction chamber 11a comprises an insulating casing 13 covered in turn with a casing 14. The air, which passes into the chamber 15, passes through the bores of the ring 27. and enters the mixer, that is to say the interior of the element 25. This element 25 carries a flange 26, which follows the flange 15a of the cooling jacket.
The fuel jet coming out of the nozzle 1 mixes with the air which flows from the bores of the ring 28. The rings 27 and 28 are mounted in an exchangeable manner. In addition, it is possible to use both in the device of fig 1 and in that of fig 2, instead of a heating oil containing sulfur, also a heating gas containing sulfur, which is injected into the reaction chamber.
On fig 3, there is shown a heating device with a gas containing sulfur, gas which is injected through a nozzle 29. The air, which must be mixed with the gas,
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enters through the nozzle 3 into the space delimited by the
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loppe 2 and mixes, passing with oub.l3.onnemenl through the bores of the ring 28 with the gas passing through the tube 29 to enter the short mixer and
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from there in the diffuser 11. The reaction chamber 11a is surrounded by a wall 12 of refractory material, carrying an insulating lining 13 and thereon a casing 14.
In the space between the envelopes 14 and 30, the air enters through a nozzle 16 and, on its exit through the bores of the ring 27, it enters the second mixer-diffuser.
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Saur, whose body 25 'of refractory material is connected by means of a flange 26 to the reaction chamber, 11. In all the above devices, the heat developed in the reaction chamber is one can say completely utilized. sée, because the air, which circulates around the reaction chamber,. is blown into the combustion chamber.
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The use of the devices conferred on the invention for Martin ovens is, shown in fig, 4 to 7, because the installation according to the invention can also be used for heating the aforementioned ovens with general gas. tower containing sulfur or with fuel containing sulfur.
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According to the invention, a device of this type or more of these devices is mounted at the head of the Martin furnace 31. From there the gas enters the head 32 of the furnace where it is mixed with the necessary air. full bustion.
As a result, the gas is always mixed in the furnace head with air, whether from the general gar
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tower or gaatitleop oil unlike the heating slides used until now, in which we injected
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when using an oil as fuel in air a jet of oil in the pulverized state.
In oil-fired or oil-fired Martin ovens, the air is usually preheated. When the device according to the invention is used for such furnaces, it is advisable to mix with air, which enters the furnace under a relatively low pressure and at a low speed, the hot gas coming from the heating chamber. reaction of the device under a higher pressure and at a greater speed and thus accelerate, thanks to this difference in speed, the combustion of the gas.
As a result, the mixture of gas with air cannot take place at the same place where the jet of fuel oil in the furnace head or in the air stream has hitherto been injected in oil-fired ovens. because very high temperatures would occur there. As a result, it is necessary to introduce into the furnace the gas leaving the reaction chamber of the device at a place which is closer to the combustion chamber of the furnace.
The high speed, which drives the gas coming from the reaction chamber of the device according to the invention, requires that the gas jet be divided into two or more parts and that this gas be mixed with air, because in this way one can obtain improved combustion conditions and a more homogeneous atmosphere in the furnace.
In fig. 4, there is shown a view taken from above of a device having the aforementioned characteristics * On either side, channels 33 and 34 terminate in the head 32 of a Martin furnace, so that the axes of these ca - the entrance to the combustion chamber 35 is cut off.
These channels 33 and 34 form the reaction chambers of the devices according to the invention, in which it is inserted.
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Produces the fuel through a tube 4 and the atomizing agent through a tube 5, while 18 # 1 'enters it through the sleeve 3. The preheated air, which serves? crude, - the 'gas produced in the device', is injected through a z-channel.
In the d.ap6 $ it.t conforming to 3.g, 4, the ga- zour currents produced in the two devices are reaooofereat at a place where they do not touch the bath of * & Cer 3.iqf4é, tmaîn mix intimately zei the ah4ud air which comes from the regenerator of the Hartin furnace and which is introduced? P * r the. channel 36.
The device conforms to i ".ß. 5 * which represents
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a partial side view, includes more of the two cana =
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33 and 34 visible in fig. 41 still a middle channel or a reaction chamber 3 ?, which are arranged so that three streams of gas enter in this way into the head of the furnace 32, two of which are side gas streams and the third is injected from the high performance
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to the device indicated on the rod 5. The hot air coming from the regenerator is introduced in this case also through a channel 36.
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In the device shown in fig * 6 in side view and in fig. 7 in top view, the
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two devices according to the invention are placed next to
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next to it, so that the reaction chambers 38 and 39 are
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juxtaposed. The gas produced in these devices is brought
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through channel 36 in the hot air stream coming from the round regulator, which also creates favorable conditions
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has good combustion.
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Darm the devices corresponding to Figs 4 to?, The dimensions of the reaction chambers of the device coa- fonao'a the invention, as well as the pressure of the incoming air
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are chosen so that the gas passes through the reaction chambers at a speed greater than 10 m / sec., preferably a speed of 25-35 m / sec. For the rest, these devices can also take the form shown in FIGS. 1 to 3, except the difference that in the devices of figs 4 to 7 the mixture-diffuser placed after the reaction chamber and the introduction of secondary air become superfluous.
In addition, these devices allow the hot air flowing around the roaction chambers to be used advantageously to spray the fuel or to form the primary air which is mixed in the first phase with the fuel from, or to introduce them. in the injector, the description of which is given below.
In the devices corresponding to Figs 4 to 7, it is also possible to use, instead of fuel oil, industrial gases containing sulfur for heating. In this case, however, it is necessary to enlarge the dimensions of the reaction chamber, to take account of the nitrogen content of the heating gas, compared with heating with oil. In the devices according to the invention, it is moreover possible to use all the industrial gases which burn with a colorless flame, for example the gases of high ant or the mixed natural gases, or the pure natural gas which burns with a flame. bright and radiant.
In the devices according to fig. 4 to 7, it can also be indicated to suck part of the heated air leaving the regenerator chamber by means of an injector supplied with cold air, to use in the installation the cooler air from this mixture of hot and cold air.
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The device shown in FIG. 8 of the zamia is intended for a combined heating, that is to say an auf- fage with fuel oil and gauze. The fuel is introduced into the fuel oil through a pipe 4 and the spraying agent through a tubing, 5., Llinjeoteur is incorporated in h. a tube 40, which carries a flange -1. Air is injected through a sleeve 3 and this air is mixed by means of the bores in the ring 28 with the jet of pulverized fuel, the mixture entering the reaction chamber 11a.
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whose wall 12 made of retractable material is surrounded by the insulating caveloppe 13 and another casing 14.
'a3s blown through the sleeve 16 circulates along this metal casing between the walls 14 and $ 30 then s, é-, ahappe by the bores in the ring 27. Another sleeve 42 is used to introduce into the chamber delimited by the walls 30 and 44 another combustible gas, for example blast furnace gas, which enters through bores of the ring 43 into the mixer 45. All these bores are available.
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Its and calibrated so that the gas is fed substantially through these bores, but at a slower velocity than that of the gas exiting the reaction chamber.
The angle of inclination 1'5 of the axes of these bores, with respect to the axis of the reaction chamber 11a, is advantageously greater than the angle of inclination of the axes of the bores intended for the exit of the bore. air, compared to the. axial line of the reaction chamber; furthermore, all these bores are arranged so that the outgoing gas stream is mixed by a swirling movement of marl direction with the
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gas stream leaving the reaction chamber 11a.
The speed of the air coming out of the bores of the ring 2? is advanced
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significantly greater than the glue of the gas exiting the bores of bagua 43 and that of the gas exiting the reaction chamber
11a. When establishing the dimensions of the various elements of the device, one must also; take into account the nitrogen content of the gas which enters through the sleeve 42, in order to obtain conditions favorable to combustion.
In the device shown in fig. 9, carbon dust suspended in the air is blown through sleeve 29 * At the same time, air is blown through sleeve 3, which is to be mixed with the jet of carbon dust coming out of the nozzle 46 Otherwise, the device may be identical, for example, to that shown in FIG. 3, the latter can also be used a. combustion of the coal dust blown through the sleeve 29.
The device shown in FIG. 10 is suitable for the use of fuel oil and two kinds of gas, one of which is injected through the sleeve 42 and the other through the sleeve 47.
The pipe 4 is used for the arrival of fuel oil, the pipe 5 for that of the spraying agent, for example steam or compressed air, and the pipe 3 as well as the pipe 16 are used as inlets. air. Among the sleeves 16, 42 and 4? one or the other can be used for the injection of air, while the other two serve to each introduce a specific fuel gas.
The quantity of gas and air is adjusted so that in the second carburizing chamber 48 only partial combustion occurs, for example at temperatures between 500 0 and 130 000. The wall 49 of this chamber 48 is also made of a refractory material and alla is surrounded by an insulating material 50, the whole of which can be mounted from the outset in the wall of the furnace.
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When such a device is used, for example to heat a Martin lathe; it can be refined in addition to fuel oil with blast furnace gas and natural gas, or with blast furnace gas' and generator gas, or alternatively with blast furnace gas and gas from the combustion chamber. In this case, for example, the fuel oil is introduced by means of nozzle 4, by means of nozzle 5 the spraying agent, by means of the sleeve 3 l '. air, through the sleeve 16 also air, through the sleeve 42 of the blast furnace gas and, finally, through the sleeve 47 of the natural gas.
On the other hand, the sleeve 16 serves to insufflate a sufficient quantity of air making it possible to produce in the chamber 48 a temperature of 600 ° C. to 1300 C. It is also possible to insufflate through the sleeve 16 optionally of the. hot air coming from the regenerator and mixed with air.
The advantage of such combined heating lies, among other things, in the fact that, in most cases, the cost of fuel can be significantly reduced and natural gas or blast furnace gas can be burned with -. a flame producing more radiation,
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The ocafomae device at the t1g.1'OOv141tir also at a mixed heating: 'in this. OA; fuel oil by the nozzle 4 and the pulping agent, sG.o p * pata ?, by Cl nozzle '5 in the injecting 4th pv', '. 11104 .1 rau '! fuel oil. The spray of fuel oil is found mixing with! air, passing into the aanehon, J>% this mixture flowing through the bores of the exchangeable ring 28 out of \ '\ Penv (JlopJe 2.
Tubular lo munchon 29 certif the passage of \. \ Gas or of suspended coal dust in the \ 11; -air jet, which are mixed equally dam. the \ mixing chamber 51 with the spray of fuel oil sprayed - t with air \\
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and partially burnt in the reaction chamber 11a. The wall of the reaction chamber is also made of a refractory material 12, which is surrounded in an insulating manner 13 housed in a casing 14. The space is blown into the space. existing between the envelopes 14 and 30 the air which surrounds the reaction chamber, this by means of a sleeve 16, this air passing from there through the bores of the ring 27 exchangeable in the mixer 45.
The body of this mixer and of the diffuser connected to it is made of a refractory material 25.
The device according to FIG. 12 does not differ from the device shown in FIG. 11 only by the fact that, in this case, the gas-fuel mixture gasified is not burnt, because the gas produced in the space surrounded by the refractory material 12, gas whose temperature is between 600 0 and 1300 C, is fed into the heating device, for example in that of a Martin oven.
The device according to the invention can also be used, as already indicated, for the simultaneous supply of several kinds of gas and it can be supplied by natural gas and blast furnace gas, gas. natural gas and generator gas, flue gas and blast furnace gaa etc ... The purpose of such a device is to transform the H2S coming from the sulfur content of the gases into SO2, in order to to obtain a shorter flame, or to obtain combustion with a luminous flame of the gas which would otherwise burn with a colorless flame.
In fig. 13, there is shown a device supplied with two kinds of gas. One of these gases is supplied through sleeves 29 at the end of which is an exchangeable nozzle 46. The sleeve 3 comes out to blow the amount of air that is necessary to obtain in the
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reaction chamber lia a temperature of 600 0 A lÒ0 G * A sleeve 42 is used for the introduction of the other ga, which then penetrates through 3.ta ^ bores of the prison q2 éohsn- 'goable in space mixer 53.
The air injected by the sleeve 16 is reheated in the space existing between the envelopes 14 and 30 and flows through the bores .. of the ring 27. the bores of the .., prison $ 28, 52 and 27 are arranged so that the air or gas passing through them passes
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in a swirling motion in the same direction k through the mixing spaces and the reaction chamber 11a and that the speed of the air jets passing through the bores of the ring 28 is greater than that of the gas jets which
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come out of the bores' of the ring 52.
In addition # it is advantageous that the angles existing between the axes of the bores
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outlet of the gas jets and the axes of the regulating chamber, are greater than the anglos [alpha] existing between the axes of the air passages and the axial line of the reaction chamber.
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When using the device in accordance with fig 13 for a Martija oven, the components 16,> Ot 2? and 17 are omitted, since in this case the secondary air which is necessary for the complete combustion of the fuels is taken from the regenerator.
In the device shown in FIG. 14, pieces of crude steel or billets 54, 55, 56, etc. are heated in the furnace by means of the accessory device,
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device which may be, for example, similar to those shown in FIGS. 2 or 3,. Or constituted by heating with oil or 1 dust, coal; we introduce the fuel
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stible by the nozzle 4, the air. mix in the first. - stage by tube 3, this in a quantity adjustable by means of a drawer 57. This air is expelled by a fan
58 through a tubing 59, which also supplies the injector 61 adjustable by means of a drawer 60.
In this injector, the clean air coming from the tubing 59 is mixed with the flue gas coming from the tubing 62 and the mixture enters the space which surrounds the reaction chamber, then it is mixed with the gas oil. or the. carbon dust which is produced in the reaction chamber. Ire kernel gas is blown into the pipe 62 by means of a fan 63? and is already mixed with air and the air is sucked in in an amount which can be regulated by means of a spool 64 directly from the atmosphere.
The blower 63 draws the flue gas in an amount adjustable by a pusher 65 from the flue gas line 66 of the. oven 67, before this pipe ends in sprtie 68 going to the chimney the flue gas being at this moment already? cooled by means of a heat exchanger 69 * In such a device, a mixture can therefore be sucked through the pipe 16. flue gas-air regulated in a specific proportion which allows the temperature of the flame and also the length of the flame to be easily balanced and adjusted.
In the device according to Fig. 15, flue gas is also mixed with the secondary air, but using a single fan 70, which sends the air drawn in from the outside, on the one hand, as primary air to through a - duct 59 and in an adjustable amount by means of a slide 57 in the sleeve 3 and, on the other hand, in the injector 61 also in an adjustable amount by means of a slide 60,
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this injector sending through line 71 and% e aancboa 16. secondary air coma from the air, mixed with flue gas in the species which surrounds the reaction chamber.
This gas
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Carne au is in turn sucked in the hot state pu Vinjecttur 61 from the bypass 72 of the duct 66 of the sa $ de carne au, this in an adjustable quantity by means of a drawer 73.
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In fig. 16, there is shown eohéaetiameaent the ali- mutation in gasified oil ,, in gas of aor.r, aa7t, in ga of a blast furnace and in air of a device oasormt in FIG. 8. Air is blown through the sleeves $ and 16,. and through tubing 4 the agent; spray for oil
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'2nd heater arriving through tubing 5. 1 * sleeve 42 leaves the introduction from the injector 61 of a n4l = go of flue case and blast furnace gas, tànais2qua .the duct 174 mlao this gas blast furnace and pipe 7S the earnaau gas in the injector 61.
To adjust the amount of kernel gas, a drawer 73 and a shutter 75 are used and to adjust the amount of blast furnace gas also a drawer 76. Because the amount of blast furnace gas available is very variable, we are obliged to replace with oil the calories which are lacking when the quantity of gas
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blast furnace fucked, thinks that we must burn in ..
vantage of oil For automatic adjustment of the oil dosage, a regulator 77 is used, in which the pressure
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Mormutaneous blast furnace gas in tube 78 causes a valve 79 to open on a pressure drop and thus brings more oil into the tube 5.
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of duct 80.
This regulator 77 adjusts at the same time the shutter 81 of the primary air and the shutter 75 of the flue gas, this adjustment being able to be carried out by electrical, hydraulic or mechanical means using adjustment members 82,
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83, 84, This device therefore makes it possible to use for heating the blast furnace gases available in very variable quantities, since the oil is used! as an auxiliary agent and ensuring the constancy of the combustion temperature in. metering the amount of flue gas. Such an operation was not possible until now.
In fig. 17 and 18, a device has been indicated in which the oil gas is fed into a common reaction chamber to burners arranged in the same furnace in order to burn this gas in these burners. This makes it possible to use very viscous heating oils as fuel, even for such low burner powers, an operation which would normally be impossible owing to the difficulties of adjustment, in which case it was previously necessary to use much more expensive gas-cil or even town gas for a heating of this kind. -
According to fig.
17, which is a schematic view and taken on the front of the furnace, the whole of the reaction chamber 85 is arranged in the middle and on the left and on the right the various channels 86, 87, 88 and 89 lead to the various burners not shown on this drawing! the flow sections of the different gas channels can be adjusted using sliders 86a, 87a, sa,! and 89a, All of these gas channels are supplied using a common channel 90.
The schematic section shown in fig. 18 shows on the right the vertical assembly of the reaction chamber 85, from which a tabular sleeve 91 'advances downwards into a water siphon 92. At the top of the reaction chamber are arranged the members 1 , 3, 4, 5, 28, 40 and 41 already indicated in fig. 8, which follow the mixer-diffuser constituting the upper part of the
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reaction chamber.
Thus, the tubing 3 serves to introduce air, the tubing 5 of the oil and the tubing 4 the oil spray agent. The carbonated oil in the reaction chamber 85 arrives through the line 93 to the various burners, which are, for example, constructed as shown in the middle and left part of FIG. 3, so as to mix the carbonated oil which passes through the cylindrical chamber 41 with the air which is blown through the sleeve 16 and the openings of the ring 27.
This mixing is further promoted by the mixer-diffuser 95 transferred to the wall 94 of the oven, the flame being projected into the combustion chamber of the oven 80 from this diffuser mixer.
It follows from the examples which have just been described that the method and the device in accordance with the invention can accommodate numerous variants and modifications without departing from the scope thereof.