FR2493974A1 - Improving cooling esp. of blast furnace wall - using short auxiliary cooling boxes inserted in wall - Google Patents

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Abstract

Cooling of a furnace wall, partic. a blast furnace wall, provided with cooling boxes, is improved by cutting recesses into the wall and inserting auxiliary cooling boxes to a depth less than that of the main cooling boxes. The auxiliary cooling boxes are pref. sealed in the recesses by injection of concrete. The auxiliary cooling box consists of a U-shaped water circulation tube, fitted to a mounting base provided with water inlet and outlet openings and one or more concrete injection openings, anchoring flukes being provided on the face of the base adjacent the U-tube. The auxiliary cooling boxes are easily installed even in difficult positions such as between slave coolers or existing cooling boxes.

Description

Procédé pour améliorer le refroidissement de la paroi d'un four, et notamment d'un haut-fourneau, et boite de refroidissement auxiliaire pour la mise en oeuvre de ce procédé.Method for improving the cooling of the wall of an oven, and in particular of a blast furnace, and auxiliary cooling box for implementing this method.

La presente invention concerne un procédé pour améliorer le refroidissement de la paroi d'un four, et notamment d'un haut-fourneau, laquelle paroi comprend une pluralité de boîtes de refroidissement. The present invention relates to a method for improving the cooling of the wall of an oven, and in particular of a blast furnace, which wall comprises a plurality of cooling boxes.

Dans les fours, et notamment les hautsfourneaux, connus à ce jour, les boites de refroidissement font partie de l'ossature mise en place à la construction. In ovens, and in particular blast furnaces, known to date, the cooling boxes are part of the framework put in place during construction.

I1 arrive que la densité de boites au metre carré de blindage prévue à la construction s'avère insuffisante à l'usage.  I1 happens that the density of boxes per square meter of shielding provided at construction is insufficient for use.

On peut certes tenter d'augmenter le débit du fluide de refroidissement circulant dans les boîtes de refroidissement, mais ce palliatif est d'efficacité très limitée. One can certainly try to increase the flow rate of the cooling fluid circulating in the cooling boxes, but this palliative is of very limited effectiveness.

Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients précités et de permettre une amélioration notable du refroidissement de la paroi du four. The object of the invention is to remedy the aforementioned drawbacks and to allow a significant improvement in the cooling of the wall of the furnace.

Ce but est atteint par le procédé de l'invention qui consiste à creuser des alvéoles dans la paroi du four et à y loger des boites de refroidissement auxiliaires dont la longueur de pénétration dans la paroi est inférieure à la longueur de pénétration des boites de refroidissement existantes. This object is achieved by the process of the invention which consists in digging cells in the wall of the furnace and in accommodating auxiliary cooling boxes therein, the penetration length in the wall is less than the penetration length of the cooling boxes. existing.

Avantageusement, on réalise une liaison thermique et mécanique des boîtes auxiliaires à la paroi en injectant du béton dans les alvéoles de la paroi une fois qu'on y a logé les boîtes auxiliaires. Advantageously, a thermal and mechanical connection is made of the auxiliary boxes to the wall by injecting concrete into the cells of the wall once the auxiliary boxes have been housed there.

Jusqu'à ce jour, un tel procédé n'a pas été envisagé parce que la structure des boites de refroidissement conventionnelles ne nermet oas leur utilisation en boites de refroidissement auxiliaires. To date, such a method has not been envisaged because the structure of conventional cooling boxes does not allow their use in auxiliary cooling boxes.

C'est pourquoi la présente invention concerne également une boîte de refroidissement spécialement conçue pour la mise en oeuvre du procédé de l'in- vention. Plus précisément, l'invention porte sur une boîte de refroidissement auxiliaire pour four et notamment haut-fourneau, destinee à améliorer le refroidissement de la paroi d'un four comprenant une pluralité de boites de refroidissement, la boite de refroidissement auxiliaire étant logée dans un alvéole de la paroi et étant du type comprenant un tube de circulation d'eau cintre en U et susceptible d'être relié par des raccords à un circuit d'eau de refroidissement, et un fond transversal au plan du tube en U et destiné notamment à la fixation de la boîte auxiliaire sur la paroi du four, le fond comportant des ouvertures laissant le passage aux deux branches du tube de refroidissement
Selon l'invention, la boite de efroidis- sement auxiliaire est caractérisée en ce que le fond comporte, en plus des ouvertures de passage du tube de circulation, au moins une autre ouverture sur laquelle est fixée une tubulure d'injection de béton destinée à injecter du béton dans l'alvéole logeant la boîte auxiliaire et en ce que la boîte auxiliaire est munie de pattes d'ancrage situees du coté du fond tourne vers le cintre du tube de refroidissement et destinées à ancrer la boite auxiliaire dans son alvéole de logement de la paroi.This is why the present invention also relates to a cooling box specially designed for carrying out the process of the invention. More specifically, the invention relates to an auxiliary cooling box for an oven and in particular blast furnace, intended to improve the cooling of the wall of an oven comprising a plurality of cooling boxes, the auxiliary cooling box being housed in a cell of the wall and being of the type comprising a U-shaped water circulation tube and capable of being connected by fittings to a cooling water circuit, and a bottom transverse to the plane of the U-shaped tube and intended in particular when attaching the auxiliary box to the wall of the furnace, the bottom having openings allowing passage to the two branches of the cooling tube
According to the invention, the auxiliary cooling box is characterized in that the bottom comprises, in addition to the openings for the passage of the circulation tube, at least one other opening to which is fixed a concrete injection pipe intended for inject concrete into the cell housing the auxiliary box and in that the auxiliary box is provided with anchoring lugs located on the side of the bottom turns towards the hanger of the cooling tube and intended to anchor the auxiliary box in its housing cell of the wall.

Avantageusement, le fond est bombé, sa concavite étant tournee vers le cintre du tube de refroidissement. Plus précisément, le fond comporte une partie centrale sensiblement en forme de calotte sphérique entourée d'un rebord sensiblement cylindrique. Advantageously, the bottom is curved, its concavity being turned towards the hanger of the cooling tube. More specifically, the bottom has a central portion substantially in the form of a spherical cap surrounded by a substantially cylindrical rim.

Ce fond bombé facilite l'accostage et le soudage de la boite auxiliaire de l'invention sur le blindage du four, même si celui-ci est déformé.  This curved bottom facilitates docking and welding of the auxiliary box of the invention on the shield of the oven, even if the latter is deformed.

Avantageusement , la boîte auxiliaire de l'invention comprend une plaque de renfort soudée entre les deux branches du tube de refroidissement et le fond comporte une tubulure d'injection de béton de chaque coté du plan de la plaque. Advantageously, the auxiliary box of the invention comprises a reinforcing plate welded between the two branches of the cooling tube and the bottom comprises a concrete injection pipe on each side of the plane of the plate.

Avantageusement, la boite est munie,de chaque côté du plan de la plaque, de deux pattes d'ancrage soudées par leur extrémite à la partie de la plaque de renfort proche du fond. Advantageously, the box is provided, on each side of the plane of the plate, with two anchoring tabs welded by their ends to the part of the reinforcing plate close to the bottom.

Grâce à sa conception, la réalisation d'une boite auxiliaire selon l'invention procède de techniques élémentaires et met en oeuvre des matériaux courants. Sa mise en place dans la paroi du four ne demande qu'une découpe d'ouverture de dimensions modestes dans le blindage. Thanks to its design, the production of an auxiliary box according to the invention proceeds from elementary techniques and uses common materials. Its installation in the wall of the furnace requires only an opening cut of modest dimensions in the shielding.

Les botes de refroidissement auxiliaires conformes à l'invention peuvent ainsi facilement servir à augmenter la densité de boites au mètre carré de blindage. Elles peuvent se loger facilement dans des endroits difficiles comme par exemple, entre des plaques de refroidissement ("stave coolers") dont les arêtes d'angles sont érodées, ou entre des boîtes de refroidissement déjà existantes pour en augmenter la densité sans trop diminuer la résistance du blindage. The auxiliary cooling boxes according to the invention can thus easily be used to increase the density of boxes per square meter of shielding. They can be easily accommodated in difficult places such as between cooling plates ("stave coolers") whose edges of corners are eroded, or between cooling boxes already existing to increase the density without reducing the armor resistance.

Les avantages et caractéristiques de 1 'in- vention seront mieux compris à la lecture de la description qui va etre faite d'un mode particulier de réalisation en référence aux dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 est une coupe I-I, en élévation, d'une boite de refroidissement auxiliaire conforme à l'invention
- la figure 2 est une vue de dessus de la boîte de la figure 1
- la figure 3 est une coupe transversale partielle III-III de la boîte de la figure 1
- la figure 4 représente en coupe partielle la paroi d'un four équipé de boîtes auxiliaires conformes à l'invention.The advantages and characteristics of the invention will be better understood on reading the description which will be given of a particular embodiment with reference to the accompanying drawings in which
- Figure 1 is a section II, in elevation, of an auxiliary cooling box according to the invention
- Figure 2 is a top view of the box of Figure 1
- Figure 3 is a partial cross section III-III of the box of Figure 1
- Figure 4 shows in partial section the wall of an oven equipped with auxiliary boxes according to the invention.

Les figures 1 à 3 montrent une bote de refroidissement 1 conforme à l'invention comprenant un tube 2 de circulation d'eau, cintré en U et susceptible d'être relié par des raccords 3 à un circuit d'eau de refroidissement non représenté. Figures 1 to 3 show a cooling box 1 according to the invention comprising a water circulation tube 2, bent in a U and capable of being connected by fittings 3 to a cooling water circuit not shown.

Un fond 4 transversal au plan médian horizontal 5 du tube de circulation comporte deux ouvertures 6 pour le passage des deux branches du U que forme le tube 2. A bottom 4 transverse to the horizontal median plane 5 of the circulation tube has two openings 6 for the passage of the two branches of the U formed by the tube 2.

Le fond 4 destiné notamment à la fixation de la boite 1 sur le blindage 7 du four, comporte une partie centrale 8 formée sensiblement en calotte spherique et munie d'un rebord 9 sensiblement cylindrique venant s'appuyer sur le blindage 7 du four, auauel il est fixé par une soudure 10. The bottom 4 intended in particular for fixing the box 1 to the shield 7 of the oven, comprises a central part 8 formed substantially in a spherical cap and provided with a substantially cylindrical rim 9 which comes to rest on the shield 7 of the oven, auauel it is fixed by a weld 10.

Une plaque de renfort al s'étendant entre les deux branches du tube 2 et le fond 4 est soudée sur la surface 12 du tube tournée vers l'intérieur du U formé par le tube et sur la surface concave du fond 4. A reinforcing plate al extending between the two branches of the tube 2 and the bottom 4 is welded to the surface 12 of the tube facing the inside of the U formed by the tube and to the concave surface of the bottom 4.

De chaque côté du plan de la plaque 11, deux pattes d'accrochage 13, en l'occurrence des ronds à béton, sont soudées par leur extremité 14 a la plaque 11. On each side of the plane of the plate 11, two hooking lugs 13, in this case concrete rods, are welded by their ends 14 to the plate 11.

Le fond 4 est muni, du conté opposé au cintre du tube de circulation, de deu" tubulures 15 d'injection de béton soudées sur des ouvertures 16 du fond 4 et se terminant par des raccords 17 destin à réaliser la liaison avec un dispositif d'injection de béton. The bottom 4 is provided, on the opposite side to the hanger of the circulation tube, with two concrete injection pipes 15 welded to openings 16 in the bottom 4 and ending in fittings 17 intended to make the connection with a device of concrete injection.

Les deux tubulures 15 sont dans un plan longitudinal perpendiculaire au plan du bube 2. The two pipes 15 are in a longitudinal plane perpendicular to the plane of the tube 2.

Pour la mise en place d'lune boite de refroidissement dans un haut-fourneau (fig. 4), on découpe une ouverture 18 dans le blindage 7 cette ouverture étant par exemple en forme de losange (fig.3) dont les sommets arrondis sont sensiblement déterminés de façon à circonscrire la trace, dans le plan du blindage, des deux branches du tube de circulation d'eau 2 et du prolongement imaginaire des deux tubulures d'injection 15. For the installation of a cooling box in a blast furnace (fig. 4), an opening 18 is cut in the shielding 7 this opening being for example in the shape of a diamond (fig. 3) whose rounded tops are substantially determined so as to circumscribe the trace, in the shielding plane, of the two branches of the water circulation tube 2 and of the imaginary extension of the two injection pipes 15.

La surface du pourtour de l'ouverture 18 est tracee de sorte qu'aux quatre sommets arrondis du losange, ladite surface soit sensiblement parallele aux branches du tube 2 et au prolongement des tubulures d'injection qui s'inscrivent respectivement dans chacun de ces sommets. (fig. 1). The surface of the periphery of the opening 18 is traced so that at the four rounded vertices of the rhombus, said surface is substantially parallel to the branches of the tube 2 and to the extension of the injection pipes which are respectively inscribed in each of these vertices . (fig. 1).

On creuse dans le réfractaire 19 du four un alvéole 20 dans le prolongement de l'ouverture 18. A cavity 20 is hollowed out in the refractory 19 of the furnace in the extension of the opening 18.

On met en place la boîte de refroidissement selon l'invention, en en soudant le fond 4 sur le blindage 7. Puis on injecte par les tubulures 15 - 17 un béton qui vient remplir l'intérieur de l'alvéole 20 et du fond 4, assurant ainsi, entre la liaison thermique et mécanique de la boite au réfractaire, un remplissage participant à la résistance du blindage. The cooling box according to the invention is put in place, by welding the bottom 4 to the shielding 7. Then, through the pipes 15 - 17, a concrete is injected which fills the interior of the cell 20 and of the bottom 4 , thus ensuring, between the thermal and mechanical connection of the box to the refractory, a filling contributing to the resistance of the shielding.

Il n'y a plus ensuite qu'à raccorder le tube de circulation d'eau 2 au circuit d'eau pour que fonctionne la boite de refroidissement selon l'invention. Then there is only to connect the water circulation tube 2 to the water circuit for the cooling box according to the invention to operate.

Sur la figure 4, on a ajouté plusieurs boites de refroidissement 1 conformes à l'invention entre des boites de refroidissement 21 de type conventionnel 1 et placées lors de la construction du four
Ceci permet d'augmenter la densité de boite au mètre carré de blindage, sans trop diminuer la resistance du blindage.In FIG. 4, several cooling boxes 1 have been added in accordance with the invention between cooling boxes 21 of conventional type 1 and placed during the construction of the oven
This increases the box density per square meter of shielding, without reducing the resistance of the shielding too much.

Les boites auxiliaires conformes à 1 'inven- tion sont notablement plus petites que les principales (dans une réalisation particulière de l'invention, les boites auxiliaires 1 pénètrent dans le réfractaire 19 sur 30 cm alors que les boites principales 21 pénètrent sur 70 cmj. De la sorte, on peut utiliser les boites auxiliaires pour refroidir le réfractaire aux endroits les plus chargés thermiques et en particulier là où une partie intérieure du réfractaire a disparu par usure, comme représenté en 22 sur la figure 4. Les boîtes auxiliaires 1 devant être noyées dans une épaisseur de réfractaire reduite sont-, pour cette raison,
Plus courtes que les boites principales. The auxiliary boxes according to the invention are notably smaller than the main ones (in a particular embodiment of the invention, the auxiliary boxes 1 penetrate into the refractory 19 by 30 cm while the main boxes 21 penetrate over 70 cm. In this way, it is possible to use the auxiliary boxes to cool the refractory in the places with the greatest thermal load and in particular where an inner part of the refractory has disappeared due to wear, as shown at 22 in FIG. 4. The auxiliary boxes 1 to be embedded in a reduced refractory thickness are-, for this reason,
Shorter than the main boxes.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1. Procédé pour améliorer le refroidissement de la paroi d'un four, et notamment d'un haut-fourneau, laquelle paroi comprend une pluralité de boîtes de refroidissement,caractérisé en ce qu'il consiste à creuser des alvéoles dans la paroi du four et à y loger des boites de refroidissement auxiliaires dont la longueur de pénétration dans la paroi est inférieure à la longueur de pénétration des boîtes de refroidissement existantes.1. Method for improving the cooling of the wall of an oven, and in particular of a blast furnace, which wall comprises a plurality of cooling boxes, characterized in that it consists in digging cells in the wall of the oven and accommodating therein auxiliary cooling boxes whose penetration length in the wall is less than the penetration length of existing cooling boxes. 2. Procédé selon la revendication 1, carac térisé en ce qu'on réalise une liaison thermique et mécanique des boites auxiliaires à la paroi en injectant du béton dans les alvéoles de la paroi une fois qu'on y a logé les boites auxiliaires.2. Method according to claim 1, charac terized in that a thermal and mechanical connection is made of the auxiliary boxes to the wall by injecting concrete into the cells of the wall once the auxiliary boxes have been housed there. 3. Boite de refroidissement auxiliaire pour four et notamment haut-fourneau, destinée à améliorer le refroidissement de la paroi d'un four comprenant une pluralité de boites de refroidissement, la boite de refroidissement auxiliaire étant logée dans un alvéole de la paroi et étant du type comprenant un tube de circulation d'eau cintré en U et susceptible d'être relié par des raccords à un circuit d'eau de refroidissement, et un fond transversal au plan du tube en U et destiné notamment à la fixation de la bote auxi liaire sur la paroi du four, le fond comportant des ouvertures laissant le passage aux deux branches du tube de refroidissement, caractérisée en ce que le fond comporte, en plus des ouvertures (6) de passage du tube de circulation, au moins une autre ouverture (16) sur laquelle est fixée une tubulure d'injection de béton (15) destinée à injecter du béton dans l'alvéole logeant la boite auxiliaire (1) et en ce que la boîte auxiliaire (1) est munie de pattes d'ancrage (6) situées du cbté du fond (4) tourné vers le cintre du tube de refroidissement (2) et destinées à ancrer la bolte auxiliaire (1) dans son alvéole (20) de logement de la paroi (7 - 19).3. Auxiliary cooling box for an oven and in particular blast furnace, intended to improve the cooling of the wall of an oven comprising a plurality of cooling boxes, the auxiliary cooling box being housed in a cell in the wall and being of the type comprising a water circulation tube bent in a U shape and capable of being connected by fittings to a cooling water circuit, and a bottom transverse to the plane of the U shaped tube and intended in particular for fixing the auxiliary box bonded to the wall of the furnace, the bottom having openings allowing passage to the two branches of the cooling tube, characterized in that the bottom comprises, in addition to the openings (6) for the passage of the circulation tube, at least one other opening (16) on which is fixed a concrete injection pipe (15) intended to inject concrete into the cell housing the auxiliary box (1) and in that the auxiliary box (1) is provided with anchoring lugs (6) situ ées of the bottom side (4) facing the hanger of the cooling tube (2) and intended to anchor the auxiliary bolte (1) in its cell (20) for housing the wall (7 - 19). 4. Boîte auxiliaire selon la revendication 3, caractérisée en ce que le fond (4) est bombé, sa concavité étant tournée vers le cintre du tube de refroidissement (2).4. Auxiliary box according to claim 3, characterized in that the bottom (4) is curved, its concavity being turned towards the hanger of the cooling tube (2). 5. Boîte auxiliaire selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que le fond (4) comporte une partie centrale sensiblement en forme de calotte sphérique (8) entourée d'un rebord (9) sensiblement cylindrique.5. Auxiliary box according to one of claims 3 or 4, characterized in that the bottom (4) has a central portion substantially in the form of a spherical cap (8) surrounded by a substantially cylindrical rim (9). 6. Boîte auxiliaire selon l'une des revendications 3 à 5, caracterisée en ce qu'elle comprend une plaque de renfort (11) soudée entre les deux branches du tube de refroidissement (2), et en ce que le fond (4) comporte une tubulure (15) d'injection de beton de chaque côté du plan de la plaque (11).6. Auxiliary box according to one of claims 3 to 5, characterized in that it comprises a reinforcing plate (11) welded between the two branches of the cooling tube (2), and in that the bottom (4) comprises a concrete injection pipe (15) on each side of the plane of the plate (11). 7. Boite auxiliaire selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle est munie, de chaque coté du plan de la plaque (11), de deux pattes d'ancrage (13) soudées par leur extrémité (14) à la partie de la plaque de renfort (11) proche du fond (4). 7. Auxiliary box according to claim 6, characterized in that it is provided, on each side of the plane of the plate (11), with two anchoring tabs (13) welded at their end (14) to the part of the reinforcement plate (11) near the bottom (4).
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