LU84917A1 - METHOD AND DEVICE FOR INFLUENCING THE OPERATION OF A TANK OVEN - Google Patents
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Description
-1- f-1- f
Procédé et dispositif pour influencer la marche d'un _four à cuve._Method and device for influencing the operation of a _bottom furnace._
La présente invention concerne un procédé pour influencer la marche d'un four à cuve équipé d'une garniture circulaire de porte-vent et de tuyères pour l'injection de vent chaud et de combustibles au niveau de l'ouvrage 5 dans le four. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.The present invention relates to a method for influencing the operation of a shaft furnace equipped with a circular lining of wind carrier and nozzles for the injection of hot wind and fuel at the level of the structure 5 in the furnace. The invention also relates to a device for implementing this method.
On sait que le processus de combustion et de réduction dans un four à cuve, notamment dans un haut fourneau est entretenu au moyen d'air chaud et de combustibles solides 10 ou liquides que l'on injecte à travers une série de tuyères dans l'ouvrage du four. La répartition du vent chaud sur les différentes tuyères ne se fait pas de façon régulière et uniforme à cause d'une asymétrie de la zone de fusion du four . La zone de fusion asymétrique est causée par une 15 descente de matière non contrôlée qui crée ainsi des pertes de charges différentes en face de chaque tuyère et par conséquent une variation du débit de vent chaud admis d'une tuyère à l'autre.Il en résulte que le débit de vent chaud d'une tuyère peut être différent de 20 à 100% de celui d'une 20 autre tuyère. Comme les combustibles sont brûlés avec l'oxygène du vent chaud, leurs débits d'injections doivent être adaptés aux débits de vent chaud à travers chaque tuyère.It is known that the combustion and reduction process in a shaft furnace, in particular in a blast furnace, is maintained by means of hot air and solid or liquid fuels which are injected through a series of nozzles into the oven work. The distribution of the hot wind on the various nozzles is not made in a regular and uniform manner because of an asymmetry of the melting zone of the furnace. The asymmetric melting zone is caused by an uncontrolled descent of material which thus creates different pressure losses in front of each nozzle and therefore a variation in the flow of hot wind admitted from one nozzle to another. As a result, the hot wind flow rate of one nozzle can be 20 to 100% different from that of another nozzle. As the fuels are burned with oxygen from the hot wind, their injection rates must be adapted to the hot wind rates through each nozzle.
Le but de la présente invention est de prévoir un nouveau procédé permettant d'obtenir un meilleure maîtrise 25 de la marche du four et de prévoir un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.The object of the present invention is to provide a new process allowing better control of the operation of the oven and to provide a device for the implementation of this process.
Pour atteindre cet objectif, le procédé selon la présente invention est caractérisé en ce que l'on mesure en permanence, le débit d'air chaud admis à travers chaque 30 porte-vent et en ce que l'on réduit le débit des porte-vent à débit élevé en étranglant le passage au moyen d'un bouchon coulissant au niveau d'un coude de chaque porte-vent.To achieve this objective, the method according to the present invention is characterized in that the flow of hot air admitted through each blower holder is continuously measured and in that the flow rate of the blower holders is reduced. wind at high flow by throttling the passage by means of a sliding plug at the level of an elbow of each wind carrier.
L'invention prévoit également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé dans un four comprenant une I 35 garniture de porte-vent, constitués chacun d'une canalisation ! -2- sensiblement verticale et d'un coude relié à un busillon montée sensiblement horizontalement dans le prolongement d'une tuyère débouchant au niveau de l'ouvrage dans le four, caractérisé par un bouchon à pointe tronconique coulissant 5 dans le coude dans une direction axiale par rapport du " busillon et la tuyèrei et monté à l'extrémité d'un poussoir tubulaire traversant un couvercle d'accès et relié à l'extérieur à des moyens pour lui communiquer un mouvement de va-et-vient.The invention also provides a device for carrying out the method in an oven comprising a lining for a wind carrier, each consisting of a pipe! -2- substantially vertical and an elbow connected to a nozzle mounted substantially horizontally in the extension of a nozzle opening at the level of the structure in the furnace, characterized by a plug with frustoconical point sliding 5 in the elbow in one direction axial with respect to the "nozzle and the nozzle and mounted at the end of a tubular plunger passing through an access cover and connected externally to means for communicating to it a back and forth movement.
10 La mesure du débit dans chacun des porte-vent permet de déterminer les endroits où l'admission du vent chaud est plus intense ou moins intense. Par conséquent en réduisant les grands débits, le vent chaud en excès a tendance à se diriger aux tuyères de moindre débit. Autrement dit on stimule les 15 endroits moins actifs de sorte que l'on uniformise la marche du four et permet à celui-ci de fonctionner dans des conditions optimales.10 The measurement of the flow rate in each of the wind carriers makes it possible to determine the places where the admission of the hot wind is more intense or less intense. Consequently, by reducing the large flows, the excess hot wind tends to direct itself to the nozzles of less flow. In other words, the less active areas are stimulated so that the operation of the oven is uniform and allows it to operate under optimal conditions.
Pour éviter une perte de charge trop importante, il est préférable de prévoir un élargissement du canal inté-20 rieur autour du bouchon tel que, dans la position ouverte, la section de l'ouverture annulaire autour du bouchon soit supérieure à la section circulaire du canal traversant le porte-vent.To avoid an excessive pressure drop, it is preferable to provide a widening of the internal channel around the plug such that, in the open position, the section of the annular opening around the plug is greater than the circular section of the channel through the wind carrier.
La paroi du poussoir est, de préférence, creuse 25 sur toute la longueur et branchée à l'extérieur du porte-vent sur un circuit de refroidissement.The wall of the pusher is preferably hollow over the entire length and connected to the outside of the blower on a cooling circuit.
Le couvercle traversé par le poussoir comporte une chambre creuse branchée également sur un circuit de re froidissement.The cover through which the pusher passes comprises a hollow chamber also connected to a cooling circuit.
30 Le poussoir traverse le couvercle au niveau d'un logement précédé d'une chambre dans laquelle est injecté en faible quantité de l'air froid en provenance d'une chambre de mélange destinée à additionner de l'air froid au vent chaud pour stabiliser la température de ce dernier.30 The pusher passes through the cover at a housing preceded by a chamber into which a small amount of cold air is injected from a mixing chamber intended to add cold air to the hot wind to stabilize the temperature of the latter.
35 D'autres particularités et caractéristiques ressor tiront de la description détaillée d'un mode de réalisation i avantageux présenté ci-dessous, à titre d'illustration, en çj référence aux dessins annexés, dans lesquels; -Βία figure 1 est une vue schématique/ partiellement en coupe verticale, de la partie inférieure d'un porte-vent avec un dispositif selon la présente invention, les figures 2,3 et 4 montrent des vues, en coupe 5 verticale au niveau du coude et dans lesquelles le bouchon d’étranglement se trouve respectivement dans une position fermée, dans une position intermédiaire et dans une position ouverte.Other particularities and characteristics will emerge from the detailed description of an advantageous embodiment presented below, by way of illustration, with reference to the appended drawings, in which; FIG. 1 is a diagrammatic view / partially in vertical section, of the lower part of a wind carrier with a device according to the present invention, FIGS. 2, 3 and 4 show views, in vertical section at the level of the elbow and in which the throttle plug is respectively in a closed position, in an intermediate position and in an open position.
La figure 1 montre la partie inférieure d'un porte-10> vent composé essentiellement d'une canalisation verticale ou sensiblement oblique 12 et raccordé à travers d'un coude 10 à une section sensiblement horizontale composée d'un busillon 14 articulé sur une tuyère d'injection 16. Cette tuyère 16 est coincée dans une tympe 18 fixée sur le 15 blindage extérieur 20 d'un four non montré. Le porte-vent est traversé par un canal intérieur 22 délimité par un revêtement réfractaire 24. Ce canal 22, légèrement convergent conduit le vent chaud d'une conduite circulaire non montrée à chacune des tuyères 16. Le coude 10 comporte généralement 20 un "alésage axial 26 dans le prolongement de l'axe du busillon 14 et de la tuyère 16 et fermé, du côté opposé à la tuyère 16, au moyen d'un couvercle amovible 28. Ce couvercle 28 comporte généralement un regard permettant l'inspection de l'intérieur du four à travers le coude 10, le busil-.25 Ion 14 et la tuyère 16.FIG. 1 shows the lower part of a wind carrier 10> consisting essentially of a vertical or substantially oblique pipe 12 and connected through an elbow 10 to a substantially horizontal section composed of a nozzle 14 articulated on a nozzle Injection 16. This nozzle 16 is wedged in a tympe 18 fixed on the outer shield 20 of an oven not shown. The wind carrier is traversed by an internal channel 22 delimited by a refractory lining 24. This slightly converging channel 22 conducts the hot wind from a circular pipe not shown to each of the nozzles 16. The elbow 10 generally comprises a "bore axial 26 in the extension of the axis of the nozzle 14 and of the nozzle 16 and closed, on the side opposite to the nozzle 16, by means of a removable cover 28. This cover 28 generally includes a manhole allowing inspection of the inside the furnace through the elbow 10, the nozzle-.25 Ion 14 and the nozzle 16.
Conformément à la présente invention il est prévu à l'intersection de la partie descendante du canal 22 et de la partie horizontale un bouchon d'étranglement 30.In accordance with the present invention, a throttle plug 30 is provided at the intersection of the descending part of the channel 22 and the horizontal part.
Ce bouchon 30, qui peut être réalisé en matière réfractaire 30 moulée résistant aux hautes températures et à l'abrasion comporte une partie cylindrique correspondant à la forme de l'alésage 26 dans le coude 10 et une partie avant tronco-nique adaptée à une forme convergente correspondante de la partie réfractaire 24 du coude 10.This plug 30, which can be made of molded refractory material 30 resistant to high temperatures and abrasion, has a cylindrical part corresponding to the shape of the bore 26 in the elbow 10 and a frustoconical front part adapted to a shape corresponding convergent of the refractory part 24 of the elbow 10.
35 Le bouchon 30 est monté sur l'extrémité intérieure d'un poussoir 32 traversant le couvercle 28 et coopérant, l· à l’extérieur, avec un moyen d'entraînement symbolisé par li un étrier 34 pour déplacer le bouchon 30 longitudinalement I .........Γ" -4- entre la position fermée représentée en traits pleins et une position ouverte représentée en traits mixtes. Ce poussoir 32 est de forme tubulaire et disposé coaxialement par rapport à l'axe 0 du busillon 14 et de la tuyère 16 de sorte qu'il 5 est toujours possible d'inspecter le foyer devant la tuyère * 16 à travers un regard 36. La paroi du poussoir tubulaire 32 est double ou de préférence triple, comme représentée sur la figure 1, ce qui permet le raccordement du poussoir à un circuit de refroidissement symbolisé par les flèches 38.The plug 30 is mounted on the inner end of a pusher 32 passing through the cover 28 and cooperating, outside, with a drive means symbolized by a stirrup 34 to move the plug 30 longitudinally I. ........ Γ "-4- between the closed position shown in solid lines and an open position shown in broken lines. This pusher 32 is tubular in shape and arranged coaxially with respect to the axis 0 of the nozzle 14 and of the nozzle 16 so that it is always possible to inspect the hearth in front of the nozzle * 16 through a manhole 36. The wall of the tubular pusher 32 is double or preferably triple, as shown in FIG. 1, which allows the connection of the pusher to a cooling circuit symbolized by the arrows 38.
10 Le couvercle 28 qui est traversé par le poussoir 32 au niveau d'un logement 42 comporte également une chambre de refroidissement circulaire 40 autour de ce logement 42, raccordée à un circuit de refroidissement symbolisé par les flèches 44. L'étanchéité vers l'extérieur est réalisée au 15 moyen d'un presse-étoupe 46 au niveau d'une tubulure extérieure 48 soudée sur le couvercle 28.The cover 28 which is crossed by the pusher 32 at the level of a housing 42 also comprises a circular cooling chamber 40 around this housing 42, connected to a cooling circuit symbolized by the arrows 44. The tightness towards the exterior is produced by means of a cable gland 46 at the level of an external tube 48 welded to the cover 28.
Le logement 42, qui sert de guidage au poussoir 32, n'assume pas une étanchéité, mais sert à retenir les impuretés et le vent chaud. Dans l'accomplissement de ces dernières 20 fonctions il est assisté par l'injection, à contre-sens, d'une petite quantité d'air froid, symbolisée par la flèche 52 et réalisée à travers une chambre 50 précédant le logement 42.The housing 42, which serves as a guide for the pusher 32, does not assume a seal, but serves to retain the impurities and the hot wind. In the accomplishment of these latter 20 functions, it is assisted by the injection, in the opposite direction, of a small quantity of cold air, symbolized by the arrow 52 and produced through a chamber 50 preceding the housing 42.
Cette quantité d’air est, de préférence, soutirée d’uiie chambre de mélange non montrée dans laquelle on mélange au 25 vent chaud la quantité nécessaire d'air froid pour stabiliser sa température à une valeur prédéterminée.Ceci a en plus l'avantage qu'une compression n'est pas nécessaire pour son injection à contre-sens à travers le logement 42 car la perte de charge de cette quantité d'air jusque dans la 30 chambre 50 est légèrement inférieure à celle du vent chaud subie entre la chambre de mélange et le coude 10.This quantity of air is preferably withdrawn from a mixing chamber, not shown, in which the necessary quantity of cold air is mixed with the hot wind to stabilize its temperature at a predetermined value. This has the further advantage that compression is not necessary for its injection in the opposite direction through the housing 42 because the pressure drop of this quantity of air into the chamber 50 is slightly less than that of the hot wind undergone between the chamber and elbow 10.
Pour éviter que le dépôt de poussière sur le poussoir 32 à l'intérieur du coude n'entraîne un grippage du logement 42 lors du coulissement du poussoir 32 il est préférable 35 de prévoir autour de celui-ci à l'intérieur du couvercle 28 un racloir 54,de préférence "nageant",qui peut être muni , d'une languette flexible. Pour éviter de devoir tout démonter, jf il est avantageux de prévoir un bouchon non montré sous le -5- racloir 54 pour assurer 1'évacuation, symbolisée par la flèche 58 des impuretés récoltées en cet endroit.To prevent the deposition of dust on the pusher 32 inside the elbow does not cause the housing 42 to seize when the pusher 32 slides, it is preferable 35 to provide around it inside the cover 28 a scraper 54, preferably "swimming", which can be provided with a flexible tongue. To avoid having to dismantle everything, it is advantageous to provide a plug not shown under the scraper 54 to ensure the evacuation, symbolized by the arrow 58 of the impurities collected at this location.
La connexion entre le poussoir 32 et l'étrier de commande 34 est de préférence réalisée,comme montré sur la figure 5 1, au niveau de deux entailles parallèles dans le poussoir. Ceci permet non seulement un dégagement aisé de l'étrier de commande 34 mais également, en l'absence de tout épaulement sur le poussoir 32 un démontage facile de celui-ci et de la tubulure 28.The connection between the pusher 32 and the control bracket 34 is preferably made, as shown in FIG. 5 1, at the level of two parallel notches in the pusher. This not only allows easy release of the control stirrup 34 but also, in the absence of any shoulder on the pusher 32, easy disassembly of the latter and of the tube 28.
10 Les figures 2 à 4 montrent trois positions différentes occupées par le bouchon d'étranglement 30. Dans la position avancée selon la figure 2, le passage entre la partie descendante et la partie horizontale du canal 22 est presque complètement fermé. Comme le montre cette figure 2, la partie 15 cylindrique du bouchon 30 est suffisamment longue pour occuper toute la section de la partie descendante du canal 22 et de réduire ainsi l'action du rayonnement du vent chaud sur le couvercle 28.FIGS. 2 to 4 show three different positions occupied by the throttle plug 30. In the advanced position according to FIG. 2, the passage between the descending part and the horizontal part of the channel 22 is almost completely closed. As shown in this FIG. 2, the cylindrical part 15 of the plug 30 is long enough to occupy the entire cross-section of the descending part of the channel 22 and thus reduce the action of the radiation of the hot wind on the cover 28.
- La figure 3 illustre une position intermédiaire 20 correspondant à une réduction plus ou moins grande du débit de vent chaud à travers le canal 22, alors que dans la position du bouchon 30 selon la figure 4 le débit maximal du vent chaud peut traverser le canal au niveau du coude 10.- Figure 3 illustrates an intermediate position 20 corresponding to a more or less reduction in the flow of hot wind through the channel 22, while in the position of the plug 30 according to Figure 4 the maximum flow of hot wind can pass through the channel at the elbow 10.
Il est à noter que le canal 22 présente, à l'inter-25 section de sa partie descendante et de sa partie horizontale au niveau du bouchon 30 un élargissement 56. Cet élargissement 56 est tel que la section de passage dans la position du bouchon 30 selon la figure 4 soit au moins égale à la section de la partie descendante du canal 22 afin que le bouchon 30 30 ne provoque pas de perte de charge dans la position selon la figure 4.It should be noted that the channel 22 has, at the intersection of its descending part and its horizontal part at the level of the plug 30, a widening 56. This widening 56 is such that the passage section in the position of the plug 30 according to FIG. 4 is at least equal to the section of the descending part of the channel 22 so that the plug 30 30 does not cause a pressure drop in the position according to FIG. 4.
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