FR2600152A1 - Dispositif et procede d'optimisation de la combustion dans les fours a chambres pour la cuisson de blocs carbones - Google Patents

Dispositif et procede d'optimisation de la combustion dans les fours a chambres pour la cuisson de blocs carbones Download PDF

Info

Publication number
FR2600152A1
FR2600152A1 FR8608987A FR8608987A FR2600152A1 FR 2600152 A1 FR2600152 A1 FR 2600152A1 FR 8608987 A FR8608987 A FR 8608987A FR 8608987 A FR8608987 A FR 8608987A FR 2600152 A1 FR2600152 A1 FR 2600152A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
opacity
temperature
combustion
vacuum
smoke
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR8608987A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2600152B1 (fr
Inventor
Christian Dreyer
Jean-Claude Thomas
Claude Vanvoren
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rio Tinto France SAS
Original Assignee
Aluminium Pechiney SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aluminium Pechiney SA filed Critical Aluminium Pechiney SA
Priority to FR8608987A priority Critical patent/FR2600152B1/fr
Priority to IN442/CAL/87A priority patent/IN167646B/en
Priority to US07/156,913 priority patent/US4859175A/en
Priority to DE8787420153T priority patent/DE3760518D1/de
Priority to EP87420153A priority patent/EP0252856B1/fr
Priority to ES87420153T priority patent/ES2010215B3/es
Priority to AT87420153T priority patent/ATE46029T1/de
Priority to AU75141/87A priority patent/AU594480B2/en
Priority to KR1019870701264A priority patent/KR920004473B1/ko
Priority to BR8707345A priority patent/BR8707345A/pt
Priority to PCT/FR1987/000213 priority patent/WO1987007938A1/fr
Priority to JP62503678A priority patent/JPS63503560A/ja
Priority to HU873476A priority patent/HU201144B/hu
Priority to NZ220691A priority patent/NZ220691A/xx
Priority to CN87104218A priority patent/CN1007752B/zh
Priority to MX006930A priority patent/MX169261B/es
Priority to YU1113/87A priority patent/YU45038B/xx
Priority to EG348/87A priority patent/EG18443A/xx
Priority to MYPI87000810A priority patent/MY100888A/en
Priority to CS874395A priority patent/CZ439587A3/cs
Priority to PH35402A priority patent/PH24361A/en
Priority to CA000539807A priority patent/CA1317421C/fr
Priority to ZA874322A priority patent/ZA874322B/xx
Priority to IS3231A priority patent/IS1424B6/is
Priority to TR424/87A priority patent/TR22915A/xx
Priority to PL1987266318A priority patent/PL158244B1/pl
Publication of FR2600152A1 publication Critical patent/FR2600152A1/fr
Priority to NO880676A priority patent/NO170172C/no
Priority to SU884355213A priority patent/SU1738102A3/ru
Priority to OA59286A priority patent/OA08809A/fr
Priority to YU103788A priority patent/YU46259B/sh
Application granted granted Critical
Publication of FR2600152B1 publication Critical patent/FR2600152B1/fr
Priority to GR89400054T priority patent/GR3000140T3/el
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/003Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B13/00Furnaces with both stationary charge and progression of heating, e.g. of ring type, of type in which segmental kiln moves over stationary charge
    • F27B13/02Furnaces with both stationary charge and progression of heating, e.g. of ring type, of type in which segmental kiln moves over stationary charge of multiple-chamber type with permanent partitions; Combinations of furnaces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Baking, Grill, Roasting (AREA)

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN DISPOSITIF D'OPTIMISATION DE LA COMBUSTION DANS UN FOUR A CHAMBRES OUVERTES DIT A FEU TOURNANT POUR LA CUISSON DE BLOCS CARBONES, CE FOUR COMPORTANT UNE PLURALITE DE CHAMBRES DE PRECHAUFFAGE, DE CUISSON ET DE REFOIDISSEMENT ALIGNEES EN SERIE, CHAQUE CHAMBRE ETANT CONSTITUEE PAR LA JUXTAPOSITION, EN ALTERNANCE, DE CLOISONS CHAUFFANTES CREUSES DANS LESQUELLES CIRCULENT LES GAZ DE COMBUSTION ET D'ALVEOLES DANS LESQUELLES SONT EMPILES LES BLOCS CARBONES A CUIRE' LES GAZ DE COMBUSTION ETANT EXTRAITS PAR UNE PIPE D'ASPIRATION RELIEE PAR DES AJUTAGES A CHACUNE DES CLOISONS CHAUFFANTES DE LA PREMIERE CHAMBRE EN PRECHAUFFAGE NATUREL. LE DISPOSITIF EST CARACTERISE EN CE QUE CHAQUE AJUTAGE 2 DE LA PIPE D'ASPIRATION EST MUNI D'UN VOLET D'OBTURATION MOBILE 11, COMMANDE PAR UN MOTEUR 12, D'UN MOYEN DE MESURE DE LA TEMPERATURE ET DE LA DEPRESSION DANS LA CLOISON CHAUFFANTE 5 CORRESPONDANTE, D'UN MOYEN 19, 20, 21 DE MESURE DE L'OPACITE PAR REFLEXION DE LA FUMEE SORTANT DE CHAQUE CLOISON CHAUFFANTE, ET D'UN MOYEN POUR ASSERVIR LA POSITION DU VOLET D'OBTURATION 11 DONC LE DEBIT DANS CHAQUE CLOISON, A LA MESURE COMBINEE DE L'OPACITE DE LA FUMEE, DE LA TEMPERATURE ET DE LA DEPRESSION.

Description

DISPOSITIF ET PROCEDE D'OPTIMISATION DE LA COMBUSTION DANS LES
FOURS A CHAMBRES POUR LA CUISSON DE BLOCS CARBONES
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
L'invention concerne un dispositif et un procédé d'optimisation de la combustion dans les fours à chambres ouvertes pour la cuisson des blocs carbonés destinés notamment, mais non exclusivement, aux cuves de production d'aluminium par le procédé Hall-Héroult, mais aussi, de façon générale, à ltélectrométallurgie.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Dans tout ce qui suit, nous désignerons par l'expression "bloc carboné", tout produit obtenu par mise en forme d'une pâte carbonée, et destiné, après cuisson, à l'utilisation dans des fours d'électrométallurgie.
Par exemple, les anodes carbonées destinées aux cuves de production d'aluminium par électrolyse d'alumine dissoute dans de la cryolithe fondue sont obtenues par mise en forme d'une pâte carbonée résultant du malaxage, à environ 120 à 2000C, d'un mélange de brai et de coke broyé. Après mise en forme, les anodes sont cuites pendant une centaine d'heures à une température de l'ordre de 1100 à 12000C. Dtautres types de blocs carbonés sont obtenus par le merle procédé.
Bien qu'il existe quelques procédés de cuisson continue en four tunnel, une grande partie des installations de cuisson en service dans le monde à ce jour sont du type "four à chambre" dits "à feu tournant" (ring furnace) ou encore "à avancement de feu". Ces fours se divisent euxmemes en deux catégories, les fours fermés et les fours dits à chambres ouvertes" qui sont les plus utilisés, décrits notamment dans le brevet
US 2 699 931. La présente invention s'applique plus particulièrement aux fours à chambres ouvertes. Ce type de four comporte deux travées ^-rall^--les d rXt la longueur totale pet atteindre plus c une
Se autres.
Chaque elevée comporte une succession te Chambres, sépn Q, par c'es murs transversaux et ouvertes à leur partie supérieure, pour permettre le chargement des blocs crus et le déchargement des blocs cuits refroidis. Chaque chambre comporte, disposées parallèlement au grand axe du four, un ensemble de cloisons creuses, à parois minces, dans lesquelles vont circuler les gaz chauds assurant la cuisson, alternant avec des alvéoles dans lesquelles on empile les blocs à cuire qui seront ensuite noyés dans une poussière carbonée (coke, anthracite ou résidus carbonés broyés ou tout autre matériau de garnissage pulvérulent).
Il y a par exemple 6 alvéoles et 7 cloisons alternées par chambre.
Les cloisons creuses sont munies, à leur partie supérieure, d'ouvertures obturables dites "ouvreaux"; elles comportent en outre des chicanes pour allonger et répartir plus uniformément le trajet des gaz de combustion.
Le chauffage du four est assuré par des rampes de brûleurs, ayant une longueur égale à la largeur des chambres, et dont les injecteurs viennent se placer sur les ouvreaux des chambres concernées. En amont des brûleurs (par rapport au sens d'avancement du feu), on dispose une pipe de soufflage d'air de combustion, et, en aval, une pipe d'aspiration des gaz brûlés. Le chauffage est assuré à la fois par la combustion du combustible injecté (gaz ou fuel), et par celle des vapeurs de brai émises par les blocs en cours de cuisson.
Au fur et à mesure que la cuisson se produit, on fait avancer par exemple toutes les 24 heures l'ensemble pipe de soufflage-brûleurs-pipes d'aspiration, chaque chambre assurant ainsi, successivement, les fonctions de chargement des blocs carbonés crus, préchauffage naturel (par les gaz de combustion), préchauffage forcé et cuisson à 1100 1200" (zone dite plein feu), refroidissement des blocs carbonés (et pré chauffage des gaz de combustion), déchargement des blocs carbonés cuits, réparations éventuelles, et reprise d'un nouveau cycle.
PROBLKME TECHNIQUE A RESOUDRG
La qualité eea blocs carbonés (anode, cathodes, garnissages latéraux) étant un des éléments essentiels a~ns 1 techn:ue et l'e'co''tîe du procédé Hall-Héroult, il est nécessaire d'optimiser les conditions de cuisson, à la fois pour obtenir la qualité désirée et pour réduire la consommation d'énergie qui est de l'ordre de 750 à 800 Thermies par tonne d'anodes (soit environ 870 à 930 kwh/tonne).
Une bonne conduite du feu permet d'aboutir au niveau de chaque chambre à la température de cuisson programmée en évitant la formation de fumées et ce, dans des conditions économiques optimales (bonne tenue des réfractaires des cloisons, minimum de consommation de carburant).
Le but que l'on se fixe est de faire suivre aux blocs carbonés une courbe donnée de montée en température, tout en respectant les différen- tes phases de la cuisson.
En fonction de cette courbe, on détermine une courbe théorique de température des gaz dans les cloisons des chambres en feu, qui doit tenir compte de l'apport de calories dû aux matières volatiles. Cette courbe comprend généralement une partie linéaire jusqu'à environ 12000 C, puis un palier à cette température.
Par exemple, la température finale de cuisson des anodes, comprise entre 1100 et 12000C, dépend de la nature des matières premières et on la règle afin de donner à l'anode ses caractéristiques optimales.
La combustion du gaz ou du fuel dans les zones de préchauffage forcé et de plein feu est assure au moyen d'installations automatiques pilotant les brûleurs à partir des mesures de températures dans les cloisons.
A l'inverse, le préchauffage naturel, qui dépend largement du réglage de la ventilation, reste souvent une opération de contrôle manuel.
La ventilation des cloisons est ajustée en règle générale de fa-on que la dépression dans le four reste constante tout au long de chaque rerlcoe Les conducteurs de four corrigent cette valeur de consi ne
la dépures' : en plus ou en moins, en fonction dc ota e vatic.ss faites du cours des visites de contrôle des cloisons -- retard ou avance de chauffage d'une file de cloisons par rapport aux autres3 - présence de fumées, - état du dégazage, - incidents de combustion ("champignons").
Trop faible, la dépression n induit pas une quantité d'air ambiant suffisante pour la combustion complète des hydrocarbures (fuel ou gaz, matières volatiles du brai). Trop forte, la dépression entraine une admission excessive d'air parasite par infiltration. Dans les deux cas, le bilan thermique du four se détériore, dans les deux cas également des fumées d'imbrûlés se forment (par défaut d'air dans le premier cas, par étalement de la zone de combustion vers des zones trop froides dans le second cas).
L'application d'une ventilation correcte optimisant les performances des fours résulte donc d'un compromis dépendant de l'expérience des condwcteurs de four, associée à de fréquentes observations.
Afin d'éviter tout retard dans la montée en température des anodes au niveau du préchauffage, retard qu'il est difficile et coûteux de rattraper, la tendance est d'appliquer des dépressions plus fortes que nécessaire. D'autre part, les apports de combustibles étant cycliques (émission de matières volatiles, apport de fuel ou gaz), les besoins d'air de combustion sont variables et devraient conduire à une modulation des dépressions, ce qui est, en pratique, impossible à réaliser manuellement de façon optimale et reproductible.
ETAT DE L'ART ANTERIEUR
Dans la demande de brevet européen EP-A-133 842. on a décrit un procédé de conduite d'ur four -.'- chambres pour la cuisson d'anodes carbonées, comportant au moins deux. travées parallèles réunies, à leurs extrémités.
par des canalisations de répartitic;r, du àz xrs ies de volets motorisés pour le réglage de dédit qui permet de contrôler la temperature et la dépression dac le four, mais ilo ne constitue pas véritablement un procédé: d'cptlris--Ior. permanente de la comDu zion.
OBJET DE L'INVENTION
L'objet de l'invention est un procédé et un dispositif permettant de réguler la combustion en agissant sur le débit d'air aspiré dans chaque ligne de cloison par action sur les volets placés sur chaque ajutage de la pipe d'aspiration placée en aval des brûleurs.
La demanderesse a trouvé que le paramètre le plus fiable pour piloter cette régulation était l'opacité des fumées mesurées par réflexion d'une source lumineuse sur les particules solides en suspension dans la fumée, et non pas, comme en opacimétrie classique, par simple transmission de la lumière au travers de la fumée.
De façon plus précise, l'objet de l'invention est un dispositif de régulation de la combustion dans un four à chambres pour la cuisson de blocs carbonés, dispositif dans lequel chaque ajutage de la pipe d'aspiration est muni d'un volet d'obturation mobile, commandé par un moteur, d'un moyen de mesure de la dépression dans la cloison chauffante correspondante, au niveau de la zone de préchauffage, d'un moyen de mesure de l'opacitépar réflexion,de la fumée sortant de chaque cloison chauffante, d'un moyen de mesure de la température, distinct de celui utilisé pour les dispositifs automatiques pilotant les brûleurs, et d'un moyen pour asservir la position du volet d'obturation, donc le débit dans chaque cloison, à la mesure combinée de l'opacité de la fumée, de la température et de la dépression.
Un second objet de l'invention est un procédé d'optimisation de la combustion dans les fours à chambre pour la cuisson d'anodes mettant en oeuvre le dispositif décrit, et selon lequel on asservit la position des volets d'obturation mobiles de la pipe d'aspiration à des mesures de l'opacité des fumées et de la dépression dans les chambres de préchauffage, de façon à fonctionner avec la dépression minimale comnati1e avec une bonne combustion et la courbe programmée de montée en t~.,.pé atu-e des ?az de combustion.
DESCRIPTION DES FIGUIES
Les figures 1 à 6 illustrent l'invention.
. Les figures 1 (en coupe) et 2 (en vue partiellement écorchée) rappellent, pour la bonne compréhension de l'invention, la structure générale des fours à chambres ouvertes à "avancement de feu".
. La figure 3 montre, en coupe, la mise en oeuvre pratique de l'invention sur la pipe d'aspiration, dans un premier mode de mise en oeuvre.
. La figure 4 montre le dispositif de mesure d'opacité des fumées.
. Les figures 5 et 6 montrent deux variantes de mise en oeuvre.
Sur la coupe de la figure 1, on voit les cloisons (1), reliées à leur partie supérieure par des ajutages (2) à la pipe (3) elle-même raccordée au collecteur général (4). Les pipes de soufflage et d'aspiration qui ont pratiquement la même structure peuvent être, selon les cas, raccordées aux ouvreaux des chambres ou aux ouvreaux des murs transversaux, comme nous l'avons décrit dans notre brevet français FR 2 535 834. Dans les alvéoles (5), sont disposés les blocs carbonés par exemple les anodes (6), visibles sur l'écorché de la partie gauche de la figure 2.
Les chicanes (7) des cloisons chauffantes ont pour but d'allonger le trajet des gaz chauds, et par là même d'homogénéiser la température des produits dans les alvéoles (5).
A la partie supérieure des chambres (ou des murs transversaux), les ouvreaux obturables (8) permettent la mise en place des rampes de brûleurs (non représentées), des pipes de soufflage et-d'aspiration d'air, et dans certains cas, d'appareils de mesure (thermocouples, déprimomètres).
Les chambres successives sont séparées par des murs transversaux (94.
Le grand axe du fur est indiqué par la ligne XX'.
Selon l'invention, on d-spose sur chaque ajutage (2) entre la pipe d'aspiration s3) et l'ouvreau correponcant (,' un volet mobile (11! commandé par un moteur (l2)(le terme "moteur" étant pris ici dans son sens le plus large, englobant, par exemple, une commande par vérin hydraulique ou mécanique motorisé). Cette pipe d'aspiration (3) est placée sur la première chambre en préchauffage naturel (fig. 2).
La mesure d'opacité des fumées pourrait, en théorie, hêtre effectuée directement dans l'ajutage (2). Mais, en raison des turbulences de fumées à ce niveau qui rendent difficiles des mesures stables et reproductibles, on a choisi d'effectuer le prélèvement de fumées, soumis à opacimétrie, dans un orifice particulier (13), tels que ceux qui sont prévus pour introduire les sondes de mesures de température ou de dépression (14), ce prélèvement étant conduit dans une chambre de mesure tel5), reliée à la pipe d'aspiration (10) par une cloison (16) percée d'un orifice (17) formant diaphragme (fig. 3).
Un autre moyen de ne pas être gêné par les turbulences des fumées consiste à utiliser, comme chambre de mesure, une chambre auxiliaire (18), fig. 5, dans laquelle une partie du flux des fumées est dérivée, à condit-:on de brancher l'entrée sur un ouvreau (8A) correspondant à une zone à flux ascendant, et la sortie sur un ouvreau (8B) correspondant à un flux descendant.
La figure 6 montre un autre mode de réalisation dans lequel l'ajutage (2) a une longueur droite suffisante pour que l'on puisse admettre que les turbulences y sont relativement limitées et ne perturbent pas la mesure d'opacité.
Les sondes de mesure sont placées sur une platine rigide formant la partie supérieure de la chambre de mesure.
L'opacimétre comporte - une sonde émettrice (19) - une sonde réceptrice (20) - un coffret de mesure !2l) - une liaison par vibres optiques (22) entre chaque sonde (l9)(20 le coffret de mesure (2 ).
La sonde émettrice (19) est reliée, par la fibre optique (22A) à une source lumineuse, émettant en lumière visible modulée, placée dans le coffret (21).
L'axe de la sonde émettrice (19), qui illumine la fumée dans la chambre, fait avec le plan de la paroi de la chambre (18) un angle d'environ 450. I1 en est de même pour la sonde réceptrice (20) qui est disposée à une dizaine de centimètres de la sonde émettrice.
Les axes des deux sondes forment entre eux un angle d'environ 800. De cette façon, la lumière émise par la sonde (19) ne peut en aucune façon atteindre directement la sonde (20) qui ne capte que la lumière réfléchie par les particules solides en suspension dans la fumée (imbrûlés et poussière), et qui sont symbolisées par les petits points noirs sur la fig. 6 (cette valeur de 80C est donnée à titre indicatif).
Cette lumière réfléchie est conduite, par la fibre optique (22B), vers le coffret (21), où elle est détectée par des photodiodes. Le signal électrique modulé est débarrassé d'une éventuelle composante continue parasite puis converti linéairement en un signal de sortie analogique (ou digital) qui, après traitement mise au niveau requis, pilote le moteur (12) commandant la posit. u volet mobile (11) placé dans l'ajutage (2). En outre, ce même signal peut être traduit, après étalonnage préalable, en milligrammes de particules solides par m3 de fumée.
La régulation, selon ce principe, de l'ensemble du four à chambre, implique que ce dispositif soit installé sur chacune des sorties de cloisons chauffantes, qui peuvent être, par exemple, au nombre de 7 ou 8 (7 dans le cas de la figure 2).
Le coffret de mesure (21) peut être commun à l'ensemble de tous les opacimètres, chaque voie pouvant être dotée d'un détecteur-amplificateur séparé, oc ben d'un unique détecteur-amplificateur multipiexé.
Compte tenu de la température élevée qil règle a"x en irons du four, le coffret (2) doit être disposé à une certaine distance, aui peut être de l'ordre d'une ou plusieurs dizaines .e mètres
La liaison par fibres optiques autorise une température pouvant atteindre 3500C et le cas échéant, 4000C moyennant quelques précautions. De préférence, les sondes émettrices et réceptrices comportent un circuit auxiliaire (23) de balayage d'air frais, qui a pour but d'éviter les dépôts de matières solides sur l'extrémité (24) de la fibre optique.
DESCRIPTION DE LA RéGULATION
La régulation a pour fonction d'optimiser la cuisson des anodes, c'està-dire d'imposer aux blocs carbonés et aux gaz une courbe de montée en température permettant à chaque phase de la cuisson de se dérouler dans les conditions optimales et ce, en réduisant au strict minimum la consommation de combustible, donc en optimisant le régime de combustion.
La température de cuisson suit une courbe de consigne. Une régulation propre à chaque rampe de brûleurs, commande la fréquence et l'amplitude des injections de combustibls dans les différents brûleurs (qui fonctionnent de façon intermittente). La température prise e. compte pour cette régulation est la température des gaz mesurée après les brûleurs.
Le suivi de la mesure d'opacité des gaz dans la zone en préchauffage naturel permet de définir l'action sur la dépression de manière à régler les deux paramètres à leur valeur optimale. Cette optimisation s'effectue en suivant en parallèle l'évolution de la température des gaz, par rapport à une courbe de consigne, dans la même zone. Un écart trop important par rapport à la température visée entrainera une modulation de l'action sur la dépression.
L'expérience montre en effet, qu'une faible variation de la dépression entraine une variation rapide et importante de la température des gaz dans la zone de préchauffage naturel.
La régulation, qui prend er compte à la fois la variation de la tempéra.ure des gaz dans la zone en préchauffage naturelet les mesures d'opacité de ce ga: r de la aepression, selon - algorithme spécifique, agit sur le débit de gaz dans chaque ligne de cloison.
I1 est donc nécessaire de disposer un volet motorisé (11) sur chacun des ajutages (2) reliant la pipe d'aspiration (3) aux ouvreaux de chaque chambre concernée.
Bien que, en théorie, chaque file de cloison chauffante (1) soit indépendante -et isolée- des autres files, l'expérience montre qu'une variation de la dépression dans une cloison (1) peut avoir des répercussions plus ou moins marquées sur la dépression dans les autres cloisons. De ce fait, il est préférable de ne pas asservir la dépression dans chaque cloison indépendamment de la dépression et de la température mesurée dans les autres cloisons de la chambre concernée, mais de les comparer entre elles et de les traiter selon un algorithme particulier, de façon à éviter toute variation brutale sur l'un quelconque des volets.
Un cycle de régulation peut, par exemple, se dérouler dans les conditions suivantes Al On initialise la dépression à une valeur comprise entre 0 et 250
Pa et plus particulièrement entre 40 et 180 Pa, par réglage du volet (1), et on laisse stabiliser la valeur d'opacité mesurée.
Puis de façon répétitive
B/ On scrute toute la gamme de dépression entre 0 et 250 Pa et plus particulièrement entre 40 et 180 Pa pour rechercher la dépression minimale X pour une opacité minimale Y des fumées, mesurée après une période de stabilisation d'au moins 30 secondes.
On relève la température T dans la zone en pré chauffage naturel et on compare l'élévation SET de cette température par rapport à une courbe de consigne prédéterminée.
C/ On règle la position du volet (11) pour une valeur de dépression située dans une plage X t ~ X pour une opacité maintenue dans une plage
Y + ss Y autour du minimum Y.
F1 Parallèlement, on corpa la courbe réelle de montée en tempdrature oes gaz dans la zone en préchauffage naturel à une courbe de consigne.
On régule autour d'une dépression minimale, correspondant à une opacité
Y minimale, de façon à maintenir la température T des gaz dans la zone en préchauffage dans une plage T + T autour du point de consigne (une augmentation de la dépression entrainera une augmentation de la température des gaz).
En outre, on introduit une temporisation, lors d'une augmentation d'opacité en dehors de la plage Y + LKY, de façon à ne revenir à la phase B que si l'opacité est toujours en dehors de cette plage à la fin de la période de temporisation.
Enfin, dans le cas défavorable où les mesures d'opacité Y et les mesures de température T entraineraient une action antagoniste sur le volet (11), l'opacité serait momentanément écartée, afin d'assurer prioritairement une élévation correcte de la température T des gaz dans la zone en préchauffage naturel.
EXEMPLE D'APPLICATION
On a mis 1 invention en application sur un four à chambre industriel, produisant des anodes pour une série de cuves d'électrolyse fonctionnant sous 280 KA.
Ce four comporte 40 chambres réparties en 2 files parallèles. Chaque chambre comporte 6 alveoles alternées avec 7 cloisons chauffantes.
La chambre de mesure, montée en dérivation entre le premier et le troisième ouvreau, est un cylindre horizontal de 500 mm de diamètre et de 900 mm de long. Le diamètre des voies d'entrée (25A) et de sortie (25E) est de 100 mm (figure 5).
Les deux sondes sont disposées à environ 100 mm d'écartement et font, entre elles, un angle d'environ 800 (valeur indicative).
Les volets de réglage so, commandés par des vérins motorisés euxmêmes pilotés a partir du coffret de régulation.
Les appareils de mesure de température (couples thermoélectriques) et de dépression sont classiques.
Les limites fixées pour les variations de la dépression sont 40 à 180
Pa avec initialisation à 80 Pa.
Après 6 mois de fonctionnement, on a noté une baisse de la consommation d'énergie de cuisson des anodes d'environ 14 %.
Parmi les autres avantages du procédé, on doit signaler - l'automatisation pratiquement totale de la conduite du procédé de cuisson; - la détection immédiate des incidents au niveau des brûleurs et des entrées d'air froid anormales; - une diminution sensible des dimensionnements du système de traitement des gaz émis par le four.
- On peut en outre prévoir, à coup sûr, une augmentation de la durée de vie du four, ou plus précisément, un allongement des durées entre les operations périodiques de réfection des chambres.
L'invention s'applique à la cuisson de tous les types de blocs carbonés : anodes et cathodes pour l'électrolyse de l'aluminium, électrodes cylindriques pour l'électrométallurgie, électrodes et autres pièces de forme destinées à etre ultérieurement graphitées.

Claims (4)

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'optimisation de la combustion dans un four à chambres dit à feu tournant, pour la cuisson de blocs carbonés, ce four comportant une pluralité de chambres de préchauffage, de cuisson et de refroidissement alignées en série, chaque chambre étant constituée par la juxtaposition, en alternance, de cloisons chauffantes creuses (1) dans lesquelles circulent les gaz de combustion et d'alvéoles (5) dans lesquelles sont empilés les blocs carbonés (6) à cuire, les gaz de combustion étant extraits par une pipe d'aspiration (3) reliée par des ajutages (2) à chacune des cloisons chauffantes (1) de la première chambre en préchauffage naturel, ce dispositif étant caractérisé en ce que chaque ajutage (2) de la pipe d'aspiration est muni d'un volet d'obturation mobile (11), commandé par un moteur (12), d'un moyen de mesure de la température et de la dépression dans la cloison chauffante (1) correspondante, d'un moyen (19,20,21) de mesure de l'opacité par réflexion de la fumée sortant de chaque cloison chauffante (1), et d'un moyen pour asservir la position du volet d'obturation (11) donc le débit dans chaque cloison (1) à la mesure combinée de l'opacité de la fumée, de la température et de la dépression.
2. Procédé d'optimisation de la combustion dans un four à chambres, selon revendication 1, caractérisé en ce que, dans le but de maintenir, d'une part la dépression dans les chambres du four à la valeur minimale compatible avec un régime optimal de la combustion, et d'autre part la température de la zone de pré chauffage naturel à une valeur aussi proche que possible de la valeur de consigne
A/ On initialise la dépression saune valeur comprise entre 0 et 250
Pa et plus particulièrement entre 40 et 180 Pa, par réglage du volet (11), et on laisse stabiliser la valeur d'opacité mesurée.
B/ On scrute toute la gamme de dépression entre 0 et -250 Pa et plus particulièrement entre 40 et 180 Pa pour rechercher la dépression minimale X pour une opacité Y des fumées mesuré après une période de sgabili- sation d'au moins 30 secondes.
Puis de façon répétitive
On relève la température T dans la zone en Dréchauffage naturel et on compare l'élévation DT de cette température par rapport à une courbe de consigne prédéterminée.
Y + SY autour du minimum Y.
C/ On règle la position du volet (11) pour une valeur de dépression située dans une plage X taX pour une opacité maintenue dans une plage
D/ Parallèlement, on compare la courbe réelle de montée en température des gaz dans la zone en préchauffage naturel à une courbe de consigne.
Y minimale, de façon à maintenir la température T des gaz dans la zone en préchauffage dans une plage T fnT autour du point de consigne.
On régule autour d'une dépression X minimale, correspondant à une opacité
3. Procédé selon revendication 2, caractérisé en ce que l'on introduit une temporisation, lors d'une augmentation d'opacité en dehors de la plage Y + /\ Y, de façon à ne revenir à la phase B que si l'opacité est toujours en dehors de cette plage à la fin de la période de temporisation.
4. Procédé selon revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que, dans le cas défavorable où les mesures d'opacité Y et les mesures de température T entraineraient une action antagoniste sur le volet (11), l'opacité serait momentanément écartée, afin d'assurer prioritairement une élévation correcte de la température T des gaz dans la zone en préchauffage naturel.
FR8608987A 1986-06-17 1986-06-17 Dispositif et procede d'optimisation de la combustion dans les fours a chambres pour la cuisson de blocs carbones Expired FR2600152B1 (fr)

Priority Applications (31)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8608987A FR2600152B1 (fr) 1986-06-17 1986-06-17 Dispositif et procede d'optimisation de la combustion dans les fours a chambres pour la cuisson de blocs carbones
IN442/CAL/87A IN167646B (fr) 1986-06-17 1987-06-05
DE8787420153T DE3760518D1 (en) 1986-06-17 1987-06-12 Process and device to optimize the firing in an open chamber furnace for burning carbonaceous blocks
EP87420153A EP0252856B1 (fr) 1986-06-17 1987-06-12 Dispositif et procédé d'optimisation de la combustion dans les fours à chambres pour la cuisson de blocs carbones
US07/156,913 US4859175A (en) 1986-06-17 1987-06-12 Apparatus and process for optimizing combustion in chamber-type furnaces for baking carbonaceous blocks
AT87420153T ATE46029T1 (de) 1986-06-17 1987-06-12 Verfahren und vorrichtung zur optimierung des brennens in einem offenen kammerofen zum brennen von rohstoffhaltigen bloecken.
AU75141/87A AU594480B2 (en) 1986-06-17 1987-06-12 Optimizing combustion in open chamber furnaces for firing carbon blocks
KR1019870701264A KR920004473B1 (ko) 1986-06-17 1987-06-12 탄소블록을 소성하기 위한 챔버형 노에서 연소를 최적화하기 위한 장치 및 방법
BR8707345A BR8707345A (pt) 1986-06-17 1987-06-12 Dispositivo e metodo de otimizacao da combustao de camaras para cozimento de blocos carbonados
PCT/FR1987/000213 WO1987007938A1 (fr) 1986-06-17 1987-06-12 Dispositif et procede d'optimisation de la combustion dans les fours a chambres pour la cuisson de blocs carbones
JP62503678A JPS63503560A (ja) 1986-06-17 1987-06-12 炭素質ブロック焼成用チャンバ炉内での燃焼を最適化する装置及び方法
HU873476A HU201144B (en) 1986-06-17 1987-06-12 Apparatus and method for optimizing the burning in furnaces advantageously in ring-chamber furnaces
ES87420153T ES2010215B3 (es) 1986-06-17 1987-06-12 Dispositivo y procedimiento de optimizacion de la combustion en los hornos con camaras para la coccion de bloques carbonados.
EG348/87A EG18443A (en) 1986-06-17 1987-06-15 Apparatus and process for optimising combustion in chamber-type furnaces for baking carbonaceous blocks
MX006930A MX169261B (es) 1986-06-17 1987-06-15 Dispositivo y procedimiento para optimizar la combustion en hornos de camaras de coccion de bloques carbonatados
YU1113/87A YU45038B (en) 1986-06-17 1987-06-15 Device for optimizing burning in chamber furnaces for burning carbonic blocks
NZ220691A NZ220691A (en) 1986-06-17 1987-06-15 Optimising combustion in a chamber furnace by controlling the smoke opacity, temperature and pressure in each chamber
MYPI87000810A MY100888A (en) 1986-06-17 1987-06-15 Apparatus and process for optimising combustion in chamber-type furnaces for baking carbonaceous blocks.
CS874395A CZ439587A3 (en) 1986-06-17 1987-06-15 Method of optimizing combustion process in chamber furnaces for firing carbon blocks and apparatus for making the same
PH35402A PH24361A (en) 1986-06-17 1987-06-15 Apparatus & process for optimizing combustion in chamber-type furnaces for baking carbonaceous blocks
CN87104218A CN1007752B (zh) 1986-06-17 1987-06-15 在分室炉中烘焙碳块的优化燃烧装置和方法
ZA874322A ZA874322B (en) 1986-06-17 1987-06-16 Apparatus and process for optimising combustion in chamber-type furnaces for baking carbonaceous blocks
IS3231A IS1424B6 (is) 1986-06-17 1987-06-16 Búnaður og aðferð til hagkvæmasta bruna í ofnum, sem eru hólfaðir niður til bökunar á rafskautum
CA000539807A CA1317421C (fr) 1986-06-17 1987-06-16 Dispositif et procede d'optimisation de la combustion dans les fours a chambres pour la cuisson de blocs carbones
TR424/87A TR22915A (tr) 1986-06-17 1987-06-17 Karbonlu bloklarin pisirilmesine mahsus huecreleri olan firinlar icinde yanmayi en iyi hale getirme tertibati ve usulue
PL1987266318A PL158244B1 (pl) 1986-06-17 1987-06-17 Urzadzenie do kontroli i regulacji spalania w piecu komorowym pierscieniowym do wypalania bloków weglowych PL PL PL PL PL PL
NO880676A NO170172C (no) 1986-06-17 1988-02-16 Fremgangsmaate og anordning for optimalisering av forbrenning i aapne kammerovner for baking av karbonblokker
SU884355213A SU1738102A3 (ru) 1986-06-17 1988-02-17 Многокамерна печь дл спекани углеродсодержащих блоков и способ регулировани горени в многокамерной печи
OA59286A OA08809A (fr) 1986-06-17 1988-02-17 Dispositif et procédé d'optimisation de la combustion dans les fours à chambres pour la cuisson de blocs carbonés.
YU103788A YU46259B (sh) 1986-06-17 1988-05-27 Postopek za optimiziranje izgorevanja v pečeh s komorami za žganje ogljičnih blokov
GR89400054T GR3000140T3 (en) 1986-06-17 1989-08-31 Process and device to optimize the firing in an open chamber furnace for burning carbonaceous blocks

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8608987A FR2600152B1 (fr) 1986-06-17 1986-06-17 Dispositif et procede d'optimisation de la combustion dans les fours a chambres pour la cuisson de blocs carbones

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2600152A1 true FR2600152A1 (fr) 1987-12-18
FR2600152B1 FR2600152B1 (fr) 1988-08-26

Family

ID=9336551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR8608987A Expired FR2600152B1 (fr) 1986-06-17 1986-06-17 Dispositif et procede d'optimisation de la combustion dans les fours a chambres pour la cuisson de blocs carbones

Country Status (4)

Country Link
FR (1) FR2600152B1 (fr)
IN (1) IN167646B (fr)
PH (1) PH24361A (fr)
ZA (1) ZA874322B (fr)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2777072A1 (fr) * 1998-04-03 1999-10-08 Pechiney Aluminium Procede et dispositif de regulation des fours de cuisson a feu tournant
WO1999064804A1 (fr) * 1998-06-11 1999-12-16 Aluminium Pechiney Four a feu tournant a flux central tubulaire
FR2928206A1 (fr) * 2008-02-29 2009-09-04 Solios Carbone Sa Procede de detection de cloison au moins partiellement bouchee pour four a chambres
WO2010128226A1 (fr) 2009-06-15 2010-11-11 Alcan International Limited Procede de regulation d'un four de cuisson d'anodes et four adapte a sa mise en oeuvre
WO2011027042A1 (fr) * 2009-09-07 2011-03-10 Solios Carbone Methode de caracterisation de la combustion dans des lignes de cloisons d'un four a chambres a feu(x) tournant(s)
RU2600607C2 (ru) * 2011-09-08 2016-10-27 Солиос Карбон Устройство и способ оптимизации горения в линиях перегородок многокамерной печи для обжига углеродистых блоков
RU2682077C2 (ru) * 2013-10-31 2019-03-14 Фив Солиос Способ регулирования многокамерной печи с поворотным пламенем для обжига углеродных блоков

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR540621A (fr) * 1915-03-16 1922-07-13 Gehnrich Indirect Heat Oven Co Four sectionnel transportable
FR2303283A1 (fr) * 1975-03-05 1976-10-01 Environmental Systems Corp Mesure electro-optique de la masse par unite de volume d'une matiere particulaire en suspension dans un milieu fluide, par irradiation et detection du rayonnement rediffuse
US4043743A (en) * 1976-08-09 1977-08-23 B.S.C. Industries Corporation Combustion control system
GB2129918A (en) * 1982-11-09 1984-05-23 Pechiney Aluminium An open-chamber furnace comprising a blow-pipe for the firing of carbonaceous blocks
EP0133842A1 (fr) * 1983-08-11 1985-03-06 Schweizerische Aluminium Ag Procédé d'exploitation d'un four annulaire à chambres pour la fabrication d'articles contenant du carbone ainsi qu'une installation à cet effet

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR540621A (fr) * 1915-03-16 1922-07-13 Gehnrich Indirect Heat Oven Co Four sectionnel transportable
FR2303283A1 (fr) * 1975-03-05 1976-10-01 Environmental Systems Corp Mesure electro-optique de la masse par unite de volume d'une matiere particulaire en suspension dans un milieu fluide, par irradiation et detection du rayonnement rediffuse
US4043743A (en) * 1976-08-09 1977-08-23 B.S.C. Industries Corporation Combustion control system
GB2129918A (en) * 1982-11-09 1984-05-23 Pechiney Aluminium An open-chamber furnace comprising a blow-pipe for the firing of carbonaceous blocks
EP0133842A1 (fr) * 1983-08-11 1985-03-06 Schweizerische Aluminium Ag Procédé d'exploitation d'un four annulaire à chambres pour la fabrication d'articles contenant du carbone ainsi qu'une installation à cet effet

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999051925A1 (fr) * 1998-04-03 1999-10-14 Aluminium Pechiney Procede et dispositif de regulation des fours de cuisson a feu tournant
FR2777072A1 (fr) * 1998-04-03 1999-10-08 Pechiney Aluminium Procede et dispositif de regulation des fours de cuisson a feu tournant
WO1999064804A1 (fr) * 1998-06-11 1999-12-16 Aluminium Pechiney Four a feu tournant a flux central tubulaire
FR2779811A1 (fr) * 1998-06-11 1999-12-17 Pechiney Aluminium Four a feu tournant a flux central tubulaire
FR2928206A1 (fr) * 2008-02-29 2009-09-04 Solios Carbone Sa Procede de detection de cloison au moins partiellement bouchee pour four a chambres
WO2009112734A2 (fr) * 2008-02-29 2009-09-17 Solios Carbone Procede de detection de cloison au moins partiellement bouchee pour four a chambres.
WO2009112734A3 (fr) * 2008-02-29 2009-11-19 Solios Carbone Procede de detection de cloison au moins partiellement bouchee pour four a chambres.
US9958208B2 (en) 2009-06-15 2018-05-01 Rio Tinto Alcan International Limited Control process for an anode baking furnace and adapted furnace using such process
WO2010128226A1 (fr) 2009-06-15 2010-11-11 Alcan International Limited Procede de regulation d'un four de cuisson d'anodes et four adapte a sa mise en oeuvre
WO2011027042A1 (fr) * 2009-09-07 2011-03-10 Solios Carbone Methode de caracterisation de la combustion dans des lignes de cloisons d'un four a chambres a feu(x) tournant(s)
RU2500961C1 (ru) * 2009-09-07 2013-12-10 Солиос Карбон Способ определения характеристик горения в линиях перегородок многокамерной печи с вращающимся пламенем
AU2009352124B2 (en) * 2009-09-07 2014-05-01 Solios Carbone Method for characterizing the combustion in lines of partitions of a furnace having rotary firing chamber(s)
CN102597678B (zh) * 2009-09-07 2014-08-20 索里斯卡彭公司 用于描述具有旋转点火膛的炉子的多排隔墙中的燃烧特性的方法
CN102597678A (zh) * 2009-09-07 2012-07-18 索里斯卡彭公司 用于描述具有旋转点火膛的炉子的多排隔墙中的燃烧特性的方法
RU2600607C2 (ru) * 2011-09-08 2016-10-27 Солиос Карбон Устройство и способ оптимизации горения в линиях перегородок многокамерной печи для обжига углеродистых блоков
RU2682077C2 (ru) * 2013-10-31 2019-03-14 Фив Солиос Способ регулирования многокамерной печи с поворотным пламенем для обжига углеродных блоков

Also Published As

Publication number Publication date
IN167646B (fr) 1990-12-01
ZA874322B (en) 1987-12-17
PH24361A (en) 1990-06-13
FR2600152B1 (fr) 1988-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0252856B1 (fr) Dispositif et procédé d'optimisation de la combustion dans les fours à chambres pour la cuisson de blocs carbones
CA2764748C (fr) Procede de regulation d'un four de cuisson d'anodes et four adapte a sa mise en oeuvre
US9011143B2 (en) Parallel flow regenerative lime kiln and method for the operation thereof
FR2600152A1 (fr) Dispositif et procede d'optimisation de la combustion dans les fours a chambres pour la cuisson de blocs carbones
CA2324935C (fr) Procede et dispositif de regulation des fours de cuisson a feu tournant
CA2747693A1 (fr) Procede et systeme de controle du fonctionnement d'une installation de cuisson de blocs carbones
WO1991019147A1 (fr) Procede et appareil servant a commander des fourneaux de cuisson de carbone
EP0250341B1 (fr) Pipes à mamelles orientables pour fours de cuisson de blocs carbonés
FR2488685A1 (fr) Dispositif et procede pour l'exploitation d'un four a chambres ouvertes pour la fabrication de pieces moulees en carbone
FR2975463A1 (fr) Dispositif et procede de regulation de la combustion d'une chaudiere a biomasse
EP2257753B1 (fr) Procede de detection de cloison au moins partiellement bouchee pour four a chambres
CN110377939B (zh) 一种焦炉立火道温度的表征方法
FR2926350A1 (fr) Procede et four de fusion.
FR2556826A1 (fr) Procede et dispositif pour l'exploitation d'un four tunnel a auto-combustion de produits ceramiques
FR2963413A1 (fr) Procede et un systeme de regulation de la cuisson de blocs carbones dans une installation
FR3103026A1 (fr) Installation de combustion
EP3052860B1 (fr) Procede d'injection de combustible gazeux dans un four a chambres a feu(x) tournant(s)
CN117568051A (zh) 一种焦炉自动控温调节方法及其调节系统
FR3103027A1 (fr) Procédé de régulation d’une installation de combustion, ainsi qu’installation de combustion correspondante
FR2914313A1 (fr) Procedes et dispositifs de fabrication de charbon de bois ameliores
FR2619389A1 (fr) Procede de production de charbon de bois
FR3012590A1 (fr) Procede de regulation d'un four a chambres a feu(x) tournant(s) pour la cuisson de blocs carbones
BE346110A (fr)

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse