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La présente invention concerne le domaine.de la métallurgie, et notaient les brûleurs à gaz pour-les cubi- lots à gaz.
On connaît déjà un brûleur à gaz comprenant une tuyère pour l'amenée à la chambre de combustion d'un combu- rant gazeux, notamment de l'air- et un tube répartiteur pour 1''amenée de gaz combustible ; ce tube est placé dans l'axe -de-la-tuyère et percé de trous centraux et latéraux.
Lorsqu'onemploie le brûleur à gaz connu, le mélange
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du gaz onbus ibi e--¯à¯ 1 -air - s ! Eff e ct ue dans un a=langeur spécial situé en dehors du brûleur. C'est pourquoi le brûleur à gaz connu, malgré le pré-mélange du gaz et de l'air, n'assure pas la stabilité du processus de fusion et de surchauffe du métal, car sa plage de réglage limitée ne permet pas d'obtenir dans le four une atmosphère-de compo- sition voulue, et n'exclut pas les retours de flamme au mélangeur.
Les brûleurs à gaz se montent dans la ¯paroi-de la chambre du cubilot dans laquelle s'effectue la surchauffe du métal.
Le but de la présente -invention est de créer un cubilot à gaz--qui ne présenterait pas les inconvénients in- diqués.
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Conformément au but exposé cî-dess,as, on pr-opo-se un brûleur à gaz-comprenant une tuyère pour 1'amenée d'un
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comburant gazeux, notamment de làir, et un tube répartiteur pour l'amenée du gaz combustible placé dans l'axe de ladite tuyère, ce tube ayant un trou central et des trous laté- Taux. Conformément à l'invention, les trous .faits dans le tu- be répartiteur de -gaz combustibles sont situés des deux côtés-de la tranche de sortie de la tuyère.
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Dans la variante pn\férentielle.1 la ..surface totale des trous pour la-sortie des-gaz-sur la surface latérale du tube répartiteur en amont de la tranche de la tuyère est de
2 à -5%,--en aval de ' 1 à 2,5 % et au centre du tube réparti-. lueur de 0,2 à 0,5% par rapport à la surface annulaire de la tuyère à la sortie dans l'ouvreau.
L'avantage du brûleur proposé consiste en ce-qu'il- permet de préparer partiellement le mélange gaz-air à la sortie de la tuyère, et d'achever le mélange complet du gaz avec le mélange gaz-air appauvri hors des limites de la tuyère, dans l'ouvreau de la chambre du cubilot pour la surchauffe du métal, c'est-à-dire directement dans la flamme.
De la sorte, le-mélange gaz+air se forme avec le coefficient d'excès d'air-nécessaire dans un très petit volume, et la longueur de la flamme se réduit fortement ,¯¯ce qui s'explique par le fait qu'il apparaît dans l'ouvreau des tourbillonne- ments de gaz et-de comburant qui contribuent à leur brassage énergique. Les retours de flamme et les claquements sont entièrement exclus dans un tel brûleur. En 'outre, il devient possible de régler dans -une- plage étendue la production du cubilot sans abaissement de la température du métal liquida.
Le brûleur à gaz en question est de conception simple, et sûr en utilisation.
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On donne ci-après la description d'un exemple possi- ble de réalisation de l'invention en se référant aux dessins joints au présent mémoire qui représentent:
La figure 1, la vue d'ensemble d'un brûleur à gaz suivant l'invention, en coupe longitudinale partielle.
La figure 2, le détail 1 de la figure 1.
Le brûleur à gaz comprend des tubes 1 amenant le com- burant, raccordés entre eux par des manchons 2 et un robinet
3, et un tube directeur 4 auquel un manchon de réduction 5 raccorde une tuyère convergente 6. Des tubes 7 d'amenée du gaz combustible sont raccordés par des manchons 8, un robinet 9 et un coude 10 à un raccord de réduction 11 et à un tube répartiteur 12 qui comporte des trous latéraux 13 (figure 2) et un trou central 14 pour la sortie du gaz dans la tuyère convergente 6, ainsi qu'en aval de la tranche de sortie 15, dans l'ouvreau 16 (figure 1) de la chambre du cubilot pour la surchauffe du métal.
Le brûleur à gaz fonctionne de la façon suivante; d'abord le comburant, par exemple de l'air, est admis à l'ouvreau 16 par les tubes 1 à manchons 2 et le robinet 3, le tube directeur 4 et la tuyère convergente 6. Ensuite, on admet le gaz combustible qui passe par les tubes d'amenée 7 à manchons 8, le robinet 9 et le coude 10 pour arriver au tube 12 d'où il sort perpendiculairement au.
courant de comburant à travers les trous 13. Il s'ensuit un tourbillon- nement intense et un brassage rapide du gaz avec l'air à la sertie de la tuyère convergente 6.A la sortie de la tuyère
6, le mélange gaz-air s'enflamme et, simultanément, il se mélange énergiquement à la quantité additionnelle de-gaz @
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sortant perpendiculairement au courant principal par les trous 13 situés en aval de la tranche 15 de sortie de la tuyère 6, dans l'ouvreau 16. En définitive, les courants de gaz à grande vitesse créent des tourbillonnements intensifs et des contre-courants dans la flamme (voir la figure 2).
Pour produire des tourbillonnements au centre de la flamme, une partie du gaz sort sous la forme d'un jet à grande vi- tesse à travers le trou central 14. Presque tout le gaz se consume dans l'ouvreau 16 en formant une flamme courte à forte concentration de la chaleur dans un petit volume.
La conjugaison de la préparation du mélange gaz-air avec la combustion du gaz n'est observée que lorsque le gaz sort par les trous 13 et 14- du tube répartiteur 12 avec une grande vitesse, quand il se produit des tourbillonnements intensifs. A cet effet, les trous 13 du tube répartiteur 12 situé dans l'axe de la tuyère convergente 6, doivent avoir par rapport à la surface de l'orifice annulaire de sortie de la tuyère 6, une surface totale de 2 à 5% en amont de la tranche 15, de 1 à 2,5% en aval de la tranche 15;
le trou 14 au centre du tube répartiteur 12 doit avoir par rapport à cette même surface, une surface de 0,2 à 0,5%
L'application du brûleur à gaz conçu comme décrit plus haut, assure une amenée uniforme des produits de combustion incandescents, à température de 1730 à 1770 C, sur-la sur- face du métal à surchauffer. @
Des essais industriels ont corroboré les avantages .du brûleur à gaz proposé.
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The present invention relates to the field of metallurgy, and denotes gas burners for gas cubicles.
A gas burner is already known comprising a nozzle for supplying a gaseous fuel, in particular air, to the combustion chamber, and a distributor tube for supplying combustible gas; this tube is placed in the axis of the nozzle and pierced with central and lateral holes.
When using the known gas burner, the mixture
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gas onbus ibi e - ¯à¯ 1 -air - s! Eff e ct ue in a special a = langor located outside the burner. That is why the known gas burner, despite the premixing of gas and air, does not ensure the stability of the process of melting and overheating of the metal, since its limited adjustment range does not allow for obtain in the oven a desired compositional atmosphere, and does not exclude flashbacks in the mixer.
The gas burners are mounted in the cupola chamber wall in which the metal superheats.
The aim of the present invention is to create a gas cupola which would not have the drawbacks indicated.
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In accordance with the object set out above, as, a gas burner is provided comprising a nozzle for the supply of a
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gaseous oxidizer, in particular air, and a distributor tube for supplying the fuel gas placed in the axis of said nozzle, this tube having a central hole and side holes. In accordance with the invention, the holes made in the fuel gas distributor tube are located on both sides of the outlet section of the nozzle.
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In the pn \ ferential variant.1 the total surface area of the holes for the-gas-outlet on the side surface of the distributor tube upstream of the nozzle section is
2 to -5%, - downstream from 1 to 2.5% and in the center of the distribution tube. 0.2 to 0.5% glow from the annular area of the nozzle as it exits the quencher.
The advantage of the proposed burner is that it makes it possible to partially prepare the gas-air mixture at the outlet of the nozzle, and to complete the complete mixing of the gas with the depleted gas-air mixture outside the limits of the nozzle, in the quill of the cupola chamber for the superheating of the metal, that is to say directly in the flame.
In this way, the gas + air mixture is formed with the necessary excess air coefficient in a very small volume, and the length of the flame is greatly reduced, ¯¯ which is explained by the fact that 'gas and oxidizer swirls appear in the quill, which contributes to their vigorous stirring. Flashbacks and popping are completely excluded in such a burner. Further, it becomes possible to control the production of the cupola within a wide range without lowering the temperature of the liquid metal.
The gas burner in question is simple in design and safe in use.
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A description of a possible embodiment of the invention is given below with reference to the drawings attached to this specification which represent:
FIG. 1, the overall view of a gas burner according to the invention, in partial longitudinal section.
Figure 2, detail 1 of figure 1.
The gas burner comprises tubes 1 carrying the fuel, interconnected by sleeves 2 and a valve.
3, and a directing tube 4 to which a reduction sleeve 5 connects a converging nozzle 6. Tubes 7 for supplying the combustible gas are connected by sleeves 8, a valve 9 and an elbow 10 to a reduction fitting 11 and to a distributor tube 12 which has side holes 13 (figure 2) and a central hole 14 for the gas outlet in the converging nozzle 6, as well as downstream of the outlet section 15, in the quill 16 (figure 1 ) of the cupola chamber for overheating of the metal.
The gas burner operates as follows; first the oxidizer, for example air, is admitted to the quill 16 through the sleeve tubes 1 2 and the valve 3, the directing tube 4 and the converging nozzle 6. Then, the combustible gas is admitted which passes through the supply tubes 7 with sleeves 8, the valve 9 and the elbow 10 to arrive at the tube 12 from which it exits perpendicularly to the.
oxidizer stream through holes 13. This results in intense vortexing and rapid stirring of the gas with the air at the crimp of the converging nozzle 6.At the outlet of the nozzle
6, the gas-air mixture ignites and, simultaneously, it mixes vigorously with the additional quantity of gas @
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leaving perpendicular to the main stream through the holes 13 located downstream of the outlet section 15 of the nozzle 6, in the quill 16. Ultimately, the high-speed gas currents create intensive vortices and counter-currents in the flame (see figure 2).
To produce vortices in the center of the flame, part of the gas exits in the form of a jet at high speed through the central hole 14. Almost all of the gas is consumed in the quill 16 forming a short flame. at high concentration of heat in a small volume.
The combination of the preparation of the gas-air mixture with the combustion of the gas is observed only when the gas leaves through the holes 13 and 14- of the distributor tube 12 with a high speed, when intensive vortices take place. For this purpose, the holes 13 of the distributor tube 12 located in the axis of the converging nozzle 6, must have with respect to the surface of the annular outlet orifice of the nozzle 6, a total surface of 2 to 5% in upstream of unit 15, from 1 to 2.5% downstream of unit 15;
the hole 14 in the center of the distributor tube 12 must have an area of 0.2 to 0.5% with respect to this same surface
The application of the gas burner designed as described above, ensures a uniform delivery of the incandescent combustion products, at a temperature of 1730 to 1770 C, on the surface of the metal to be superheated. @
Industrial tests have corroborated the advantages of the proposed gas burner.