LU82366A1

LU82366A1 - Fours de rechauffage a lingots

Info

Publication number: LU82366A1
Application number: LU82366A
Authority: LU
Inventors: C Pere
Original assignee: Bloom Eng Europa Gmbh
Priority date: 1979-04-17
Filing date: 1980-04-16
Publication date: 1980-07-31
Also published as: IT7912550A0; IT1124041B; FR2454468A1; NL8002186A; DE3014383A1; JPS55145126A; BE882761A

Description

V.346.000 DB.33.004 2.4319 ow g23 G jfi GRAND_DUCHÉ DE LUXEMBOURG Brevet N°..................................................

du ....Ι.δ.....Mil].....1?J1Q....... Monsieur le Ministre _.. ,,,. , GjvSçoâ de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes

Service de la Propriété Industrielle LUXEMBOURG

Demande de Brevet d’invention * I. Requête

La société dite: BLOQH ENGINEERING (EUROPA) GmbH, 21-22_____________________(1)

Burgplatz, 4000 Dusseldorf, République Fédérale d'Allemagne,______________

Représentée par Monsieur Charles München, conseil en brevets à Luxembourg, agissant en qualitéde mandataire ............................—......y-goo.............................................

déposé........ ce ...................................................................................Z...........................................„...........................................................................(3) à......1JL*._QJL.. heures, au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, à Luxembourg : ' 1. la présente requête pour l’obtention d’un brevet d’invention concernant : .."Four s .....de.....ré ch auf f a.ge.....â......lingots",..................................................................................................................................(4) déclare, en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l’(es) inventeur (s) est (sont) : ..Monsieur Carlo PERE, 4/a Via Nullo, Genova, Italie ^ 2. la délégation de pouvoir, datée de M.?„SeIdOΓf..................... le ïï 1IIË 3. la description en langue............?.Γ..?.0..9.?.1?..?.................................de l’invention en deux exemplaires ; 4...........planches de dessin, en deux exemplaires ; 5. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le 16 avril 1980_________________ revendique pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande(s) de (6) brevet d'invention.........déposées en (7)..................Italie___________________________________________________________________________________________ le 17 avril 1979 sous le no.....1.25.50.....A/7.9........................................................................................................(8) au nom de l..!.i.n,y..é..n..t.e.U.r..............................................................................................................................................................................................(9) élit domicile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg _____________________________________ lia, boulevard Prince-Henri......................................................................................................................................................(10) sollicite la délivrance d’un brevet d’invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes % susmentionnées,^— av^^P^umement de cette délivrance à..................LL.....................mois.

Π. Procès-verbal de Dépôt

La susdite demande de brevet d’invention a été déposée au Ministère de l’Économie Nationale • et des Classes Moyennes, Service de la Propriété Industrielle à Luxembourg, en date du : 16 avril 1980 '•T'v. Fr. le Ministre Ψ' , à........i 5.00 ijeures ‘l'Économie Nationale étrillasses Moyennes, ^n,dic^^~ÏT~^Té ' ·; G6 ' : ) !r- -;--—.

^. · y ; .··;" " '"“'V c c· r r c c p o d g a η i s Γ s ") ; ! C£Po,,^0 _5AuÉtL___J^ I Ie-Al^AhûtuL· ; I SC-L’S le no >i2sso ftp 3 ^^ ^ \ i % i i i MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION au nom de:

BLOOM ENGINEERING (EUROPA) GmbH

| pour: ! i "Fours de réchauffage à lingots" i i ___ t

J

/ 2

La présente invention est relative à des fours de ré- chauffage à lingots et plus particulièrement à des fours que l'on utilise dans l'industrie du fer et de l'acier pour le réchauffage de lingots qui doivent être soumis à un laminage. Dans un four de réchauffage de ce type, la présente invention propose une série de perfectionnements çfrâce auxquels on obtient divers avantages, à savoir la réduction du temps de chauffage et de la consommation de chaleur spécifique, l'obtention d'un maximum d'uniformité dans la distribution de la température à l'intérieur de la chambre du four et dans les lingots en cours de chauffage, l'augmentation du rendement thermique spécifique dans la chambre du four, l'élimination des brûlures quelconques à la surface de la charge traitée et en particulier aux extrémités des lingots, la diminution des écailles dues à l'oxydation, l'augmentation de la vie du four, et la détermination correcte du moment auquel la charge se trouvant dans le four est prête à être déchargée, c'est-à-dire du moment auquel les lingots chauffés sont prêts à un processus de laminage.

Suivant la présente invention, le four de réchauffage à lingots comporte, sur au moins l'une de ses parois de chambre, au moins un brûleur qui est conçu pour fonctionner alternativement et suivant les désirs, soit avec un effet de rayonnement (combustion sans flamme à la surface ce la lumière à évasement conique du bloc réfractaire du brûleur) soit avec une flamme plus ou moins longue et ardente, jaillissante eu à grand débit, avec des moyens de réglage qui sont sensibles à la température de la paroi du four comportant le brûleur, et e. la température de la paroi de ce four, qui est opposée à celle comportant le brûleur, ces moyens réglant auto- -----------------------/ 3 me du brûleur en fonction de la différence de température entre ces deux parois opposées du four. Ces moyens de réglage amèneront le brûleur à fonctionner avec une flamme jaillissante ou à augmenter la longueur de la flamme lorsque la température de la paroi du côté I« du brûleur est inférieure à la température de la paroi opposée, et amèneront le brûleur à fonctionner avec un effet de rayonnement ou à réduire la longueur de la flamme lorsque la température de la paroi du côté brûleur est supérieure à la température de la paroi opposée. Cette caractéristique de l'invention est basée sur le fait qu'un brûleur opérant avec un effet de rayonnement engendre un gradient thermique qui est positif, c'est-à-dire augmentant depuis la paroi du côte du brûleur vers la paroi opposée de la chambre du foui de sorte que ce brûleur chauffera plus fortement cette paroi opposée tandis qu'une flamme jaillissante engendre un gradient thermique négatif qui diminue sensiblement depuis la paroi du côté du brûleur vers la paroi opposée du four.

En combinaison avec ces caractéristiques ou séparément de celles-ci, l'invention prévoit un système de chauffage de four, qui opère par intermittence et par impulsions, c'est-à-dire qu'elle prévoit un système opérant avec des périodes de combustion à un régime maximum et, intermédiairement à ces périodes, des périodes de combustion à un régime réduit ou minimum ou même nul. Ce fonction-^ nement intermittent ou par impulsions du système de chauffage, c'est-à-dire du ou des brûleurs du four, peut se prolonger durant la totalité du cycle de fonctionnement du four ou durant une partie seulement de ce cycle, habituellement durant sa partie finale; en d'autres termes, ce fonctionnement peut concerner soit le stade ini-tial de chauffage, soit le stade intermédiaire d'entretien de l^^eti , pératuro, soit le stade final d'égalisation, soit à la fois les sta 4 des de maintien de la température et d'égalisation, soit encore le stade d'égalisation seulement.

Les périodes à régime maximum et les périodes à régime réduit ou minimum peuvent être de n'importe quelle durée désirée i quelconque et peuvent être réglées périodiquement ou durant le cycle opératoire du four. Toutefois, suivant une autre caractéristique de l'invention, durant le stade d'égalisation, toutes les périodes à régime maximum ont de préférence la même durée, tandis que leur fréquence est réduite, c'est-à-dire que la durée des périodes de combustion à régime réduit ou minimum est automatiquement et graduellement augmentée, à l'aide des moyens de réglage qui sont sensibles en particulier a la température superficielle de la charge se trouvant dans le four ou à une température équivalente et qui établissent une période de combustion à régime maximum chaque fois qu'ils décèlent un écart prédéterminé de température par rapport à une valeur maximum existante.

L'invention se rapporte également à un type particulier de dispositif brûleur qui est capable de fonctionner alternativement avec un effet de rayonnement et avec une flamme jaillissante a longueur réglable, ainsi qu'à un dispositif de commande ou régulateur particulier pour permettre d'obtenir le fonctionnement intermittent, par impulsions, du système de chauffage du four.

Les caractéristiques de l'invention et les avantages en résultant apparaîtront plus clairement encore de la description e suivante d'une forme de réalisation préférée, cette description étant donnée avec référence aux dessins non limitatifs annexés.

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La Figure 1 est une vue en coupe longitudinale sché^^t^- I , •I 5 έ ί ^ que <3 'un brûleur donnant une flamme de caractéristiques réglables ? pour des fours de réchauffage à lingots suivant l'invention.

'1 La Figure 2 est un schéma d'une partie du circuit de ré- , j glage d'un four suivant l'invention.

! I La Figure 3 est un diagramme montrant le gradient thermi que entre la pardi du four présentant le brûleur et la paroi du cô- i té opposé, lors du fonctionnement du brûleur soit avec un effet de rayonnement, soit avec une flamme jaillissante.

ÎLa Figure 4 est un diagramme montrant le fonctionnement du système de chauffage du four en fonction du temps.

ILa figure 5 est un diagramme montrant la gamme correspondante de températures dans la chambre du four et la température superficielle de la charge qui s'y trouve, en fonction du temps.

S

j La Figure 1 représente schématiquement un brûleur 1 des-

Itiné à chauffer des fours de réchauffage à lingots, plus particuliè rement destinés au chauffage de produits du fer et de l'acier, tels que des lingots, etc, ce brûleur étant adapté pour être mis en fonctionnement soit suivant un mode sans flamme, avec un bloc réfra taire rayonnant, c'est-à-dire avec l'effet dit de rayonnement, soit (avec une flamme jaillissante, plus ou moins longue et ardente.

Dans une forme de réalisation possible d'un tel brûleur, j telle qu'illustrée par la Figure 1, le numéro de référence 2 dési- 1 ‘ gne le bloc réfractaire de brûleur adapté dans la paroi 3 de la chambre du four et comportant une lumière à évasement conique ou cG ne 5. Le numéro de référence 6 désigne le conduit injecteur de corr ij ' ;; bustable gazeux, qui est disposé coaxialement au brûleur et au cône ;j 5, le conduit d'alimentation du combustible gazeux 106 étant relié latéralement à ce conduit injecteur 6. Sur l'extérieur de la tête

1 U

4 6 de brûleur 2, un logement à air de combustion 7 est prévu tout au- tour du conduit injectour de combustible gazeux 6 pour le fonctionnement du brûleur avec un effet de rayonnement. Le logement 7 est relié latéralement au conduit d'alimentation 107. L’élément d'injection 8 pour l'air de combustion créant une turbulence et amenant le brûleur à fonctionner avec un effet <fe rayonnement comprend une série de passages à air 9 prévus tout autour de l'extrémité de sortie du conduit injecteur de combustible gazeux 6, ces passages étant inclinés par rapport à l'axe longitudinal médian du brûleur 1. Les axes des passages de sortie d'air 9 peuvent être localisés sur une surface conique idéale ayant son centre sur l'axe longitudinal médian du brûleur, et ils peuvent ou non prendre une allure de spirale ou bien encore ils peuvent être simplement obliques par rapport à l'axe du brûleur. Dans le conduit injecteur de combustible gazeux 6, un conduit injecteur 10 est prévu dont l'extrémité de sortie est coaxiale avec l'extrémité de sortie du conduit injecteur de combustible gazeux 6, un gaz d'allongement de la flamme pouvant être soufflé en une quantité appropriée par ce conduit injecteur 10. Ce gaz peut être ou bien de l'air ce combustion ou un gaz inerte, tel que de l'azote, etc.

A titre de çaz d'allongement de la flamme, dans la forme de réalisation illustrée par la Figure 2, on a utilisé une quantité proportionnée d'air de combustion. Par conséquent, les conduits 10 et 107 sont chacun relias par la vanne de réglage d'air correspondante 11, 12 au conduit de sortie 13 d'une soufflerie d'alimentation d'air de combusticr 14. Les vannes de réglage d'air 11, 12 peuvent, par exemple, consister en vannes à papillon qui sont ac- , tionnées par des moteurs 111, 112. Dans le conduit de débit 13 yê/ ' ! . 7 t i ^ nant de la soufflerie d'air de combustion 14, est prévue une vanne

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| de réglage, telle que par exemple une vanne à papillon 15, qui est j commandée par un moteur électrique 115, et egalement une vanne À* .4 j d'interception ou de coupure 16, à ouverture et à fermeture rapides 1 qui, par exemple, est également sous forme d'une vanne à papillon I ; et est actionnée 'par un cylindre pneumatique ou hydraulique 116.

! * 1 Dans le conduit de débit 13 partant de la soufflerie d'air de corn- Λ bustion 14, on a également prévu un dispositif de mesure du débit 17, par exemple du type Venturi, avec le transducteur correspon-1 dant 117 convertissant la valeur mesurée en un signal électrique.

Le conduit d'alimentation de combustible gazeux 106 est relié à une source quelconque de combustible gazeux, en premier lieu par l'inte médiaire d'une vanne d'interception ou de coupure 18, à ouverture i et fermeture rapides, par exemple une vanne a papillon, qui est ac-

Itionnée par un cylindre hydraulique ou pneumatique 118, ainsi que par l'intermédiaire d'une vanne de réglage 19, telle qu'une vanne i papillon, qui est actionnée par un moteur électrique 119, et enfin

Ipar l'intermédiaire d'un dispositif de mesure de débit 20, par exer pie du type Venturi, avec le transducteur correspondant 120 convertissant la valeur mesurée en un signal électrique. Le moteur 119 I pour la vanne de réglage de combustible gazeux 19 est commandé par | un régulateur du rapport combustible/air 21 qui, à l'intervention ’ ‘ de l'élément sélecteur correspondant 121, peut être réglé pour tou1 . rapport désiré quelconque du combustible gazeux à l'air de combus- ; tion, et qui reçoit les signaux électriques envoyés par les trans- 1 ducteurs 117, 120 des dispositifs 20 et 17 de mesure des débits du < ·: combustible gazeux et de l'air de combustion. Le moteur 115 de la i vanne de réglage de débit d'air 15 se trouvant dans le conduit de/ // 8 débit 13 pi »'venant de la soufflerie d'air de combustion 14 est, par contre, commandé par un régulateur de température 22 connecté au transducteur 123 d'un thermocouple 23 ou dispositif similaire, sensible à ln température régnant dans la chambre de four 4 ou à la température moyenne des parois entourant cette chambre. Par conséquent, ler>ö'1ue du débit d'air de combustion dans le conduit de débit 1;» provenant de la soufflerie 14 a été réglé par la vanne de réglage 15 et le régulateur de température 22, suivant le signal provenant du thermocouple 23, le régulateur du rapport combustible/ air 21, pav l'intermédiaire de la vanne de réglage de combustible 19 et du moteur 119, règle le débit en conséquence à travers le conduit d'alimentation de combustible 106, de manière à maintenir le rapport gaz/air prédéterminé, à une valeur constante.

le régulateur de température 22 fonctionne jusqu'à ce que la température B de la surface extérieure de la charge se trouvant dans? le four atteigne la valeur B1 telle que prédéterminée sur l'éléirent sélecteur 128 du régulateur 28 (voir la Figure 5) .A ce stade, le régulateur 28 entre automatiquement en fonctionnement en relayerî le régulateur 22. Ce régulateur 28 travaille en association avec* le transducteur 129 d'un thermocouple 29 ou dispositif simila.re, qui est sensible à la température superficielle de la charge, et le thermocouple est conçu pour maintenir la température superficielle de la charge à une valeur constante jusqu'à la fin du çvcCs. Le régulateur 28 opère également par réglage, à 1 'interv^r'icn de la vanne de réglage de débit d'air 15, du débit d'air de gocbustion à travers le conduit de débit 13 provenant de la souffp^iie 14. Par l'intermédiaire de la vanne de réglage 19 et

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9 conséquence le débit de combustible gazeux dans le conduit 106, de manière à maintenir le rapport air/gaz à une valeur constante.

Le système régulateur décrit ci-dessus est connu des spécialistes dans ce domaine et on l'a décrit simplement ici à titre d'exemple afin de rendre plus nettement évident le fonctionnement du brûleur. ' Cependant, une caractéristique importante de l'in vention est constituée par le fait que l'air de combustion alimenté à travers les passages de sortie inclinés 9 de l'élément injec- , teur 8 crée un mouvement tourbillonnant puissant dans le cône 5 du bloc 2 du brûleur . En conséquence, lorsque l'air de combustion n'est alimenté que par les conduits de sortie inclinés 9 de l'élé- - ' ment injecteur 8 ou est alimenté à un degré prédominant par ces pas ! sages, le brûleur 1 engendre un effet de rayonnement, précisément e vertu de cette forte turbulence.

Les gaz brûlés sortant du cône 5 du brûleur n'ont· pas de | luminosité visible. Au contraire, lorsque de l'air de combustion t est alimenté également ou à un degré plus élevé par le conduit intermédiaire 10, cet air de combustion favorise l'émission d'une flamme depuis le cône 5 du bLoc réfractaire du brûleur 1 et, par conséquent, la formation d'une flamme jaillissante, généralement j ardente, qui sort de la chambre de brûleur 4. Le passage de l'ef- f fet de rayonnement à une flamme jaillissante et vice versa, ainsi ! ' ‘ que le réglage de la longueur de la flamme, peut être atteint en augmentant ou réduisant la quantité proportionnelle d'air de con i bustion, c'est-à-dire de l'air dit axial, fournie par le conduit ! ; intermédiaire 10, c'est-à-dire en modifiant la proportion de l'air i] i de combustion, à savoir de l'air dit engendrant une turbulence, i ! qui est fournie par le logement 7 et 1'injecteur à turbulence 8, Âf Θ l'air de combuti h ή axial qui est alimenté par le conduit intermé- diaire 10. Λ oot rffet, les vannes de réglage 11 et 12 des conduits d'alimentation 1° et 107 sont actionnées. Ces vannes de ré 10 glage 11 et 12 pe"veat* Par exemple, être mises simultanément en fonctionnement en -¾0115 inverses, c'est-à-dire avec une vanne dans le sens de la fert»û'ture et l'autre dans le sens de l'ouverture, et vice versa.

L'inveï»ti°n est basée sur la connaissance du fait que le fonctionnement du brûleur avec un effet de rayonnement produit, ‘ sur la longueur l existant entre les parois latérales opposées 3, 103 de la chambre de four 4, un gradient thermique GTR augmentant depuis la paroi latérale 3 du côté du brûleur 1 vers la paroi opposée 103, et ce Cc*,;"â illustré par le schéma de la Figure 3. Par conséquent, un ohf'-'ffage de rayonnement provoque un chauffage plus important de la p.-jroi 103 opposée au brûleur 1. Par contre, une flamme jaillissant du brûleur produit un gradient thermique GTL diminuant depuis ‘.a paroi 3 située du côté du brûleur 1 vers la paroi opposée lo3 da la chambre de four 4, de sorte que cette flamme chauffera, à n:1 degré plus élevé, la paroi latérale 3 se situant du côté du brûlssvt. à.

Par c^o^âquent, pour atteindre un chauffage uniforme du four de réchauffera à lingots, c'est-à-dire une température plus ’ uniforme des pairc-s de la chambre de four 4, l'invention prévoit un régulateur de tature 24 qui est sensible à la différence de température exiist—“ entre les deux parois opposées 3 et 103 de la chambre de four 4 A cet effet, ce régulateur de température 24 est relié au tre^n^ucteur 126 d'un thermocouple 26 sensible à la / y } 11 i i :I tuant du côté du brûleur 1, ainsi qu'au transducteur 125 d'un ther- il * .

i| mocouple 25 sensible à la température de la paroi 103 se situant a • .g I l'opposé du brûleur 1. Le régulateur de température 24 commande les moteurs 111, 112 pour 1'actionnement des vannes de réglage 11, 12 des conduits 10, 107 alimentant l'air de combustion axial et l'air de combustion engendrant la turbulence, et ce d'une manière proportionnée telle que, d'une part, la quantité proportionnelle d'air axial sera réduite et la quantité proportionnelle d'air en-! gendrant la turbulence sera augmentée de façon correspondante, lors ' que la température de la paroi latérale 3 se situant du côté du brC leur s'élève au-dessus de la température de la paroi opposée 103 et 4 | de telle sorte que, d'autre part, la quantité proportionnelle d'air j axial sera augmentée et la quantité proportionnelle d'air engen- j drant la turbulence sera réduite de façon correspondante, lorsque la température de la paroi latérale 3 se situant du côté du brûleur est tombée en dessous de la température de la paroi opposée 103.La différence de température à laquelle le régulateur 24 entre en fonc tionnement peut être déterminée grâce au dispositif sélecteur de température 124. Le réglage décrit ci-dessus de l'air axial par rapport à l'air engendrant la turbulence, sur la base de la différence de température existant entre les deux parois opposées 3, 102 est réalisé automatiquement et de façon continue durant la totalité du cycle de fonctionnement du four, de sorte que l'uniformité la plus élevée de distribution de température est ainsi assurée dans la chambre de four 4.

Le brûleur 1 peut être alimenté également en liquide ou en combustible pulvérisé, auquel cas les changements appropriés 5 de construction, qui seront évidents pour les spécialistes dans ce 12 domaine, seront apportés au brûleur.

Les Figures 4 et 5 présentent deux graphiques du cycle de fonctionnement du four. Dans le cas du graphique de la Figure 4, le fonctionnement du four 1 est illustré' en fonctioni du temps "t". Les débits V d'air de combustion à travers le conduit de débit 13 de la soufflerie l4, qui sont considérés comme les valeurs typiques pour le fonctionnement du brûleur 1, sont prévus en ordonnée. La Figure 5 montre les courbes A et B, correspondant respectivement à la température moyenne dans la chambre de four 4 ou température des parois de celle-ci, et à la température superficielle de la charge se trouvant dans le four. La température des fumées entourant la charge est, par exemple, utilisée comme valeur indicative de la température superficielle de la charge se trouvant dans le four, et cette température est, par exemple, mesurée au voisinage de l'ouverture de sortie du conduit 27 évacuant les fumées hors du four.

Il est bien connu que, dans la phase initiale de chauffage du four Tl, la température A régnant dans la chambre de four 4 ou la température des parois de celle-ci est amenée à s'élever jusqu'à la valeur maximum prédéterminée Al, et est ensuite maintenue à une valeur constante pendant un temps T2, tandis que la température B de la charge se trouvant dans le four est augmentée de telle sorte qu'à la fin du stade de maintien de température T2, cette température B atteint la température maximum prédéterminée Bl, comme cela apparaît de la Figure 5. Durant la phase de chauffage du four Tl, le brûleur 1 est mis en fonctionnement à ses conditions maximales de travail (sauf peur une courte période de démarrage), et la régulation de la température est réalisée de la manière décrite précédemment grâce au régulateur de température 22 qui est relié aéf/ 13 thermocouple 23, et grâce au régulateur du rapport air/combustible !! 21.

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i! Durant le stade de maintien de température T2, la tem- li 1 · pérature A régnant dans la chambre de four 4 est maintenue automa- i \ tiquement à la valeur uniforme Al, toujours grâce au régulateur de ! température 22, tandis que la température superficielle B de la charge se trouvant dans le four augmente encore jusqu'à ce qu'elle ' atteigne la valeur prédéterminée Bl. A ce point, le stade de main- tien de température 22 se termine et le stade d'égalisation de la , . température de la charge commence. Durant le stade T3, la tempé rature de la surface de la charge est automatiquement maintenue constante à la valeur Bl, tandis que la température de la chambre de four 4 tombe naturellement en dessous de la valeur Al et se rapproche de la valeur Bl de manière asymptotique. Une telle régulation de température est assurée par le régulateur de tempéra- ture 28 qui est relié au thermocouple 29 et qui agit sur la vanne de réglage 15 par l'intermédiaire du moteur 115. Le régulateur 28 •i

J

I entre automatiquement en fonctionnement lorsque la température B

j | a atteint la valeur prédéterminée Bl. Dans le four connu durant le | stade de maintient température T2 et le stade d’égalisation de i ï température T3, l'intensité de fonctionnement du système de chauf- | fage a été graduellement diminuée en réduisant graduellement le dé lit de l’air d’entretien de la combustion et le débit de combustible dans le rapport prédéterminé, comme illustré par la ligne en trait interrompu sur la figure 4.

Suivant l'invention, durant le stade de maintien de température T2 et durant le stade d'égalisation de température T3, le système de chauffage du four, c'est-à-dire le brûleur 1, est mis âa

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fonctionnement par impulsions, c'est-à-dire à un régime maximum du rant des périodes de temps ^max qui sont de préférence d'égale lon gueur et qui alternent avec des périodes de temps à régime mi 14 nimum et d'une longueur graduellement croissante, comme cela apparaît de la Figure 4. A cette fin, l'invention prévoit un régula-* teur 31 qui règle les temps de fonctionnement·du brûleur. Ce régu lateur 31, appelé régulateur "à impulsions", agit sur la durée de combustion maximum et sur la durée de combustion minimum. Il entre en fonctionnement au moment où la température A atteint la valeur Al telle que prédéterminée sur l'élément sélecteur 122 du régulateur de température 22, c'est-à-dire au début du stade de maintien de température T2.

A ce stade, le régulateur à impulsions 31 s'accouplera au régulateur 22 et opérera par impulsions de manière à maintenir la température Al constante jusqu'à la fin du stade de maintien de température T2. Lorsque la température B de la charge atteint la valeur Bl telle que fixée sur l'élément sélecteur 128 du régulateur 28, c'est-à-dire au début du stade d'égalisation T3, le régulateur à impulsions s'accouplera au régulateur 28 et agira par impulsions de manière à maintenir la température Bl de la charge constante jusqu'à la fin du stade d'égalisation T3. Le régulateur à impulsions 31 mettra le brûleur 1 en fonctionnement effectif, de manière alternée, au régime maximum durant les périodes de temps Pmax et au régime minimum durant les périodes de temps , de manière à maintenir constantes les températures prédéterminées Al et Bl. La durée des périodes ce temps , lorsque le brûleur 1 opère à régime maximum, est établie au début suivant les désirs et peut, par exemple, être de 5 à 60 secondes. Par conséquent, lorsque les tbêr^-

U

I 15 f mocouples susdits décèlent un écart de la température Al ou Bl par rapport à la valeur prédéterminée correspondante sur les régulateui le régulateur à impulsions 31 fait fonctionner le brûleur 1 au régi ; me maximum durant une période P de durée prédéterminée et cons- ! tante. En conséquence, la durée des périodes P^ de fonctionnemei ' du brûleur au régime minimum augmente de façon automatique et gra- ! duelle, puisque, au fur et à mesure que le stade d'égalisation pro- ! gresse, l'écart de la température superficielle effective de la ί charge se trouvant dans le four diminue graduellement par rapport é j; |i * la température pré-établie de décharge hors du four, telle que pré déterminée sur le régulateur 28. La charge se trouvant dans le ' four sera prête à être déchargée et laminée lorsque la durée de la période P . de fonctionnement du brûleur 1 au régime minimum a at-min teint une valeur maximale pré-établie, par exemple de 6 minutes.

Le régulateur à impulsions 31, alternativement accouplé aux régulateurs 22 et 28, eux-mêmes reliés aux thermocouples 23 et 29, peut régler le système de chauffage du four de toute manière appropriée en le faisant fonctionner soit au régime maximum soit ai régime minimum de manière alternée. Cependant, suivant une autre caractéristique de l'invention et comme prévu dans la forme de réalisation illustrée, le régulateur à impulsions 31 commande de préférence les cylindres pneumatique ou hydraulique 116 et 118 des * vannes à papillon 16 et 18, à fermeture et ouverture rapides, prévues dans le conduit de débit 13 de la soufflerie d'alimentation d'air 14 et dans le conduit d'alimentation de combustible 106. Ces vannes à ouverture et fermeture rapides 16, 18 sont réglées de manière à ne se fermer qu'à un degré minimum pré-établi d'ouverture, ce qui permet un fonctionnement parfait du brûleur 1 au régime mily.

P

16 mum désiré. Le régime maximum de combustion durant les périodes P est obtenu en ouvrant complètement les vannes 16, 18 sous la max commande du régulateur à impulsions 31 par l'intermédiaire des cylindres pneumatique ou hydraulique 116, 118 et par ajustement de la combustion au régime maximum par l'intermédiaire du réglage correspondant du degré d'ouverture des vannes de réglage 15, 19. Le régime minimum de combustion est, par contre, obtenu en fermant les vannes 16, 18 jusqu'au degré d'ouverture minimum, sans faire fonctionner les vannes de réglage 15, 19 qui resteront dans la position ouverte telle qu'exigée au régime maximum. Par conséquent, les régimes maximum et minimum correspondant aux périodes Pmax et s'obtiennent simplement par ouverture et fermeture des vannes à papillon à action rapide 16, 18, tandis que les vannes de réglage 15, 19 sont laissées dans la position de régime maximum.

La pression dans le four est réglée de façon similaire grâce à une vanne à action rapide 30, par exemple une vanne à papillon, prévue dans le conduit de décharge de fumées 27. Cette vanne 30 peut être mise en fonctionnement par n'importe quel dispositif approprié, par exemple par un cylindre pneumatique ou hydraulique 130 commandé par le régulateur à impulsions 31. La vanne 30 peut être amenée à une position d'ouverture maximum correspondant à la pression existant dans le four et associée au régime de com-* bustion maximum, et elle peut descendre jusqu'à une position d'ou-* verture minimum correspondant à la pression existant dans le four et associée au régime de combustion minimum.

Il sera entendu que l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et illustrée et que des changements et modifications peuvent y être apportés, en particulier dans sa construction et en ce qui concerne les équivalents techniques eb^A

Claims

17 opérationnels. Toutes les caractéristiques de l'invention doivent être considérées comme protégées séparément et en combinaison quelconque. En particulier, le fonctionnement intermittent par impulsions du système de chauffage de four peut être utilisé, d'une manière semblable à celle décrite ci-dessus, également ou seulement dans le stade de'chauffage initial Tl, durant une fraction ou la totalité de la durée de ce stade. De plus, au lieu d'utiliser deu? * régulateurs modulaires 22, 28 qui peuvent être alternativement ac couplés à un régulateur à impulsions 31, on peut employer des régulateurs à impulsions appropriés 22, 28 de manière à éliminer le ( 1 I régulateur 31. Il doit être entendu que ces changements et modifi- ! cations restent dans le cadre de la présente invention. II |î 1. Un four de réchauffage, en particulier pour le ré chauffage de produits du fer et de l'acier, caractérisé en ce qu'i] comprend, dans au moins une paroi de la chambre du four, au moins un brûleur dont le fonctionnement peut être réglé et modifié suivant les désirs depuis un chauffage à effet de rayonnement en un chauffage par l'action d'une longue flamme ardente et jaillissante, des moyens de réglage étant prévus, ces moyens étant sensibles à le différence de température entre la paroi du four se situant du côté du brûleur et la paroi opposée à ce brûleur, ces moyens modifiant ! > automatiquement et de façon continue le type et/ou la longueur de la flamme du brûleur en fonction de cette différence de températur« entre les deux parois de four opposées, de manière à maintenir cons I tante la température régnant dans la chambre du four.

2. Four suivant la revendication 1, dans lequel le brû- ! leur compraid un injecteur central à débit axial pour un gaz inert* ; ίί 18 ou pour une quantité proportionnelle, dite quantité axiale, de l’air de combustion., et un injecteur annulaire intermédiaire et/ou au moins une série intermédiaire d'injecteurs pour un combustible gazeux, liquide ou pulvérisé, tout autour de 1'injecteur central, et au moins une série extérieure d'injecteurs qui sont inclinés et de préférence disposés pour prendre une allure de spirale ou oblique par rapport à l'axe longitudinal du brûleur, ces injecteurs étant prévus pour engendrer un puissant mouvement de tourbillonnement de la flamme et pour alimenter l'air de combustion, ou une proportion - de celui-ci, appelée air de création de turbulence, de l'air de combustion, des vannes de réglage étant prévues pour régler, de préférence à l'opposé, les débits de gaz inerte et d'air de combustion axial alimentés à 1'injecteur central à débit axial, et de l'air de combustion engendrant une turbulence, fourni à la série externe d'injecteurs.

3. Pour suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, dans lequel les vannes de réglage pour le gaz inerte et l'air de combustion axial ou l'air de combustion engendrant une turbulence sont actionnées par un régulateur relié à un système à thermomètre qui est sensible à la température de la paroi de la chambre du four se trouvant du côté du brûleur, et à un système de thermomètre qui est sensible à la température de la paroi opposée.

» 4. Pour suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le système de chauffage du four opère par intermittence et par impulsions, au moins au cours du stade intermédiaire de maintien de température et dans le stade d'égalisation final et/ou dans le stade initial de chauffage, durant la totalité de la durée ou une fraction de celle-ci, et à cet effet, le fonctionnement T * 3 î 19 s ·* - de ce système de chauffage comprendra des périodes de combustion à jj régime maximum, séparées par des périodes à régime réduit, minimum . i 3 ou nul.

5. Four suivant la revendication 4, dans lequel les pé riodes de combustion à régime maximum ont la même durée pré-établii tandis que la durée des périodes de combustion à régime minimum ou ' ; réduit est automatiquement modifiée par un régulateur en fonction des écarts de température par rapport à une valeur pré-etablie, en particulier en fonction de l'écart de la température superficielle d'une charge se trouvant dans le four, ou d'une autre température } ; équivalente, par rapport à une valeur maximum à maintenir constant I par exemple la température de décharge hors du four.

6. Four suivant l'une ou l'autre des revendications 4 et 5, dans lequel le régime maximum de combustion est obtenu en mettant en position ouverte les vannes susdites de réglage de débit pour le combustible et l'air de combustion, en ouvrant complètement les vannes à papillon à action rapide prévues dans le condu d'alimentation d'air de combustion, dans le conduit de combustible et dans le conduit de sortie des fumées, tandis que le régime mini mum de combustion est obtenu en fermant ces vannes à papillon à ac tion rapide jusqu'à un degré d'ouverture minimum pré-établi, tandis que les vannes de réglage susdites restent en position ouverte

* 7. Four de réchauffage à lingots, tel que décrit ci-des sus et/ou illustré par les dessins. Dessins : —— planches _3..Q__pages dent ......Â......._ page de perde ; pages de.description , [ ........pages de revendication j .....A.........abrégé descriptif ; Luxembourg, is ^ T' Le m^iwlsialre :