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Procédé et dispositif pour l'exploitation d'un appareil réchauffeur de vent ou d'autres fluides gazeux,
La présente invention est relative à un procédé et un dispositif pour l'exploitation d'un appareil réchauffeur de vent ou de tout autre fluide gazeux, Elle concerne plus particulièrement un procédé pour l'amélioration du rendement d'un réchauffeur de vent pour hauts fourneaux (cowper) ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.
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Les appareils à chauffer le vent des hauts fourneaux peuvent être divisés en deux grandes catégories : les appareils avec puits de combustion, séparé ou incorporé, et les appareils sans puits. Les cowpers suivant l'invention se rapportent à cette seconde catégorie, dans laquelle la chambre de combustion est ménagée sous la coupole,
On connaît depuis longtemps des procédés de conduite de cowpers sans puits, consistant à introduire le gaz de chauffage et l'air de combustion au sommet de la cou- pole ou latéralement sous celle-ci. L'expérience a montré cependant que ces dispositions ne permettent pas une combus- tion complète des gaz sous la coupole, et que cette combus- tion se continuait dans lapartie supérieure des empilages.
Ceci constitue un inconvénient grave en ce qui concerne la durée de vie des réfractaires du ruchage.
Pour remédier à ces inconvénients, on a propo- sé de disposer les brûleurs dans un carneau circulaire situé entre le ruchage et la coupole ;les brûleurs sont horizon- taux et tangents extérieurement au ruchage. Cette disposition a été envisagée pour allonger le parcours des gaz chauds et permettre ainsi une combustion complète. Dans ce cas, la tenue des empilages est améliorée, mais celle des réfractaires de la coupole est fortement réduite. De plus, cette disposi- tion exige une coupole de grand diamètre, d'exécution facile.
La présente invention a pour objet un procédé permettant de remédier à ces inconvénients et d'assurer une combustion complète des gaz, tout en améliorant la tenue des réfractaires aussi bien des empilages que de la coupole.
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Le procédé, objet de l'invention, est essen- tiellement caractérisé en ce que l'on amène séparément, par au mois une conduite, d'une part un combustible gazeux dans au mois un carneau, d'autre part de l'air ou de l'oxygène de combustion dans au moins un carneau, les dits carneaux étant situés à la partie inférieure de la coupole. Par des orifices percés dans les parois des carneaux vers l'intérieur de la cham- bre et répartis de préférence uniformément, sur la longueur des carneaux, on introduit les gaz combustibles et les gaz combu- rants sous la coupole et on les met en contact intime, de façon à permettre une combustion rapide et complète du gaz à proximité immédiate de ces orifices.
La présente invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Ce dispo- sitif se compose essentiellement d'un appareil cowper muni, à une certaine hauteur au-dessus du ruchage, d'au moins deux carneaux placés à proximité l'un de l'autre et suivant, au moins en partie, le contour de l'enveloppe extérieure de la coupole. Chacun de ces carneaux est percé, vers l'intérieur de la chambre de combustion, d'une série d'orifices répartis de préférence uniformément sur la longueur des carneaux et destinés à introduire soit le combustible, soit le comburant dans la chambre de combustion.
Ces orifices sont avantageu- sement disposés de telle façon que, à chaque orifice débitant du combustible,corresponde un orifice débitant du comburant, chaque paire d'orifices constituant un brûleur.
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Les carneaux sont avantageusement réalisés en briques ou en matériaux céramiques pouvant résister à de hautes températures, de l'ordre de 1300 C ou plus, de façon à réduire au maximum leur dégradation thermique.
Une réalisation préférée du dispositif suivant l'invention consiste à placer deux carneaux l'un au-dessus de l'autre, suivant deux plans horizontaux. Dans ce cas, les orifices de sortie du carneau supérieur peuv ent être horizon- taux, et ceux du carneau inférieur orientés de bas en haut et vers l'intérieur de la chambre de combustion, de façon à avoir des sorties voisines qui constituent le brûleur. Les axes des conduits constituant un brûleur, sont avantageusement situés dans un même plan vertical passant par l'axe longitudinal du cowper, de façon à former une flamme radiale.
Les caractéristiques de cette série de brûleurs, c'est-à-dire leur nombre, leur section de passage, leur forme
L et leur orientation, ainsi que la pression des fluides gazeux combustibles et comburants, sont déterminées de façon à obte- nir une combustion complète avant que les fumées ne pénètrent dans le ruchage.
D'autres caractéristiques et avantages de l'inventi on apparaîtront plus clairement et seront mieux compris, en se référant aux dessins, dans lesquels : - la figure 1 représente une coupe verticale diamétrale d'un cowper suivant l'invention, et .. la figure 2, montre une coupe horizontale de ce même cowper, au niveau du carneau supérieur.
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Sur ces figures, on désigne par 1 le ruchege du cowper, au-dessus duquel sont installée le carneau à gas 2 et le carneau à air 3, Ces carneaux débouchent dans la chambre de combustion 4 par une double série d'orifices. Ilssont alimentés en gaz combustible et comburant, respectivementpar les conduites 6 et 7. Pendant la période "au gaz' , les bru- leurs fonctionnent et répari:issent uniformémentla chaleur de combustion dans le ruchage 1. Pendant la période "au vent", les brûleurs sont arrêtés et le vent chaud est évacué par le conduite 5,
Cette description permet de se rendre compte de la simplicité de construction du cowper suivant l'invention.
L'installation ne demande aucun aménagement particulier comme pour le placement de brûleurs mécaniques dont le réglage peut toujours être délicat. De plus, on remarquera que l'implanta- tion des carneaux pour fluides gazeux est réalisée de façon optimale. En effet, ils sont situés hors des zones de solli- citations mécaniques, créées par : 1) la dilatation du ruchage et du manteau vers le haut ; 2) le poids du réfractaire garnissant la coupole.
De la sorte, les carneaux sont pratiquement libres de toute contrainte mécanique et possèdent une durée de vie très longue.
La disposition des brûleurs céramiques suivant l'invention, apporte encore d'autres avantages en ce qui con- cerne la tenue des réfractaires, En effet, les orifices sont situés à une certaine hauteur au-dessus du ruchage et les brû- leurs sont répartis uniformément sur la périphérie des car- neaux ; par conséquent, la chaleur- de combustion est répartie
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de façon uniforme sur toute la surface du ruchage, ce qui as- sure une meilleure transmission de la chaleur. En outre, la distance existant entre les brûleurs céramiques et la coupole, est telle que les réfractaires de celle-ci ne sont pas soumis à l'action directe des flammes ; leur durée de vie est ainsi prolongée.
Enfin, les broleurs-céramiques sont indiffé- rents à l'échauffement provoqué par le rayonnement de la cou- pole.
REVENDICATIONS.
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