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Four à ooke à régénération de chaleur chauffé au gaz de hauts-fourneaux ou de gazogènes.
La présente invention concerne des fours à ooke à ré- génération de chaleur chauffés au gaz de hauts-fourneaux ou de gazogènes.
On sait que dans les fours à régénération de chaleur chauffés au gaz de gazogènes ou de hauts-fourneaux, il est né- oessaire, si l'on a en vue l'obtention de résultats éoonomi-. ques avantageux, de chauffer préalablement non seulement l'air
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mais également le gaz destiné au chauffage des fours. A cet effet, on emploie des régénérateurs destinesà chauffer l'air et le gaz pauvre à l'aide des fumées.
Si l'on veut éviter que des combustions de gaz ne se produisent dans les régénérateurs échauffant l'air ou le gaz destiné au chauffage du four, il est indispensable que la cons- truction des régénérateurs soit réalisée de façon telle que des communications entre les régénérateurs à gaz et les régénéra- teurs à air soient rendues impossibles.
Dans les fours à régénération de chaleur dont tous les oarneaux verticaux du piédroit situés entre l'axe de la batte- rie et l'un des quais sont montants tandis que les autres car- neaux situés entre l'axe de la batterie et l'autre quai sont descendants, il est relativement aisé d'agencer les régénéra- teurs de façon à éviter que des communications s'établissent entre les régénérateurs à air et les régénérateurs à'gaz.
Il n'en est pas de même dans les fours à régénération de chaleur à oarneaux montants verticaux de piédroits alter- nant soit individuellement, soit par groupe avec les carneaux descendants de piédroits. Pour arriver dans ce genre de fours à réduire au minimum les risques de combustion de gaz dans les régénérateurs, on est généralement obligé d'intercaler entre les régénérateurs et la sole des fours, un massif de maçonne- rie percé de carneaux collectant les fumées, le gaz pauvre et l'air chaud, reliés aux différents carneaux de piédroit.
Cette construction est très coûteuse. Certains constructeurs, toutefois, sont parvenus à supprimer ces carneaux de sous-so- les, mais les connexions des régénérateurs avec les carneaux de piedroit sont réalisées par des oarneaux de forme compli- quée susceptibles d'obstructions. En outre, généralement, la disposition des régénérateurs est telle que la stabilité et la solidité du four sont sérieusement- compromises.
La présente invention a pour objet un four à coke à
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régénération de chaleur chauffé au gaz de hauts-fourneaux ou de gazogènes dont les piédroits possèdent des oarneaux verti- oaux, alternativement montants et descendants soit individuel- lement, soit par groupes qui sont reliés directement à des ré- générateurs disposés de telle façon que les risques de commu- nioation entre les régénérateurs à gaz et les régénérateurs à air sont réduits au minimum.
Dans ce but, ce four à ooke est caractérisé principa- lement par ce fait que, sous la sole des fours, sont disposées dans la direction des chambres du four et sous celle-ci, des rangées de régénérateurs, séparées les unes des autres par des murs continus supportant la superstructure de la construction, régénérateurs qui sont traversés de bas en haut, dans une pre- mière rangée, par exemple, par l'air à réchauffer, dans une seconde rangée par le gaz à réchauffer et ainsi de suite (ou réciproquement dans une première rangée par le gaz à ré- chauffer, dans une seconde rangée par l'air à réchauffer et ainsi de suite) et entre lesquels sont interoalés, dans chaque rangée entre deux régénérateurs successifs, traversés de bas en haut par l'air ou le gaz à réchauffer, des régénérateurs traversés de haut en bas par les fumées à refroidir.
Dans la réalisation pratique de l'invention, chaque régénérateur est en communication par des conduits inclinés avec les deux piédroits de la chambre du four sous laquelle il se trouve, de manière que chacun, de ces piédroits puisse recevoir d'une part les gaz réchauffés par le régénérateur situé sous la chambre de droite (ou de gauche) et d'autre part l'air réchauffé par le régénérateur situé sous la ohambre de gauche (ou de droite). L'échappement des fumées se fait égale- ment par deux conduits inclinés qui conduisent ces fumées dans les régénérateurs traversés de haut en bas par ces fumées et qui sont disposés respectivement dans les rangées parallèles des régénérateurs pour le réchauffement des gaz et de ceux
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pour le réchauffement de l'air.
-Cette disposition permet de séparer les régénérateurs traversés alternativement par du gaz pauvre et des fumées de ceux traversés alternativement par de l'air et des fumées, par un.mur de forte épaisseur supportant toute la superstructure de la construction et de réduire ainsi au minimum les risques de combustion dans les régénérateurs tout en reliant ceux-ci aux carneaux des piédroits par des conduits à forte pente et de longueur minimum.
Les dessins ci-joints montrent, à titre d'exemple, une réalisation de l'invention.
La figure 1 donne une coupe en élévation suivant le plan 1-1 des figures 2 et 4 et montre l'alternance des car- neaux du piédroit ainsi que l'alternance des régénérateurs traversés par de l'air à échauffer et des régénérateurs tra- versés par des fumées à refroidir.
La figure 2 est une coupe en élévation prise par le plan 11-11 des figures 1 et 4 montrant les oarneaux montants du piedroit et leurs connexions avec les régénérateurs traver- sés de bas en haut par l'air et le gaz pauvre à échauffer, dis- posés de part et d'autre des murs supportant la superatruoture.
La figure 3 est une coupe en élévation prise suivant le plan III-III des figures 1 et 4 et montrant les connexions des oarneaux desoendants du piedroit avec les régénérateurs traversés de haut en bas par les fumées provenant des car- neaux du piedroit.
La figure 4 est une coupe en plan suivant le plan
IV-IV des figures 1, 2, 3 montrant la disposition des séries de régénérateurs traversés par de l'air ou des fumées sous la sole des fours de numéros impairs, ainsi que la disposi- tion des régénérateurs traversés par du gaz pauvre et des fu- mées sous les fours de numéros pairs. Cette même figure mon.. tre les oarneaux amenant l'airou le gaz à la partie inférieu.
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re des régénérateurs en refroidissement ainsi que les carneaux évacuant les fumées des régénérateurs en ohauffage.
Dans ces figures, 1 désigne une batterie de fours à ooke formée par des chambres 2 séparées par des piédroits 3 chauffés intérieurement. Sous la sole 4 du four à ooke sont disposés dans la direction des chambres 2, et séparés les uns des autres par des murs 5 continus servant d'assise à la su- perstructure du four, des rangées de régénérateurs parallèles dont certains d'entre eux, comme par exemple les régénérateurs 6 sont traversés de bas en haut par des gaz à réchauffer (voir les flèches aveo point) tandis que les autres 7 qui alternent avec les premiers sont traversés par l'air à réchauffer (voir les flèches aveo cercle). Ohaque piedroit 3 est en communica- tion avec ces régénérateurs par des conduits 8 pour le passa- ge de l'air chaud et par des conduits 9 pour celui des gaz chauds.
Les régénérateurs 6 de chaque rangée de'même que les régénérateurs 7 sont en outre, séparés, les uns des autres dans une même rangée par des régénérateurs 10 et 11 traversés de haut en bas par les fumées (voir flèches pleines) et qui sont destinés à refroidir ces fumées. Les régénérateurs 10 sont disposés dans les rangées de régénérateurs traversés par l'air à réchauffer et sont en communication avec les piédroits 3 du four par des conduits 12 de passage des fumées, tandis que les régénérateurs 11 sont placés dans les rangées de régénéra- teurs traversés par les gaz à réchauffer et communiquent aveo les piédroits 3 par des conduits 13.
A l'intérieur de oes piédroits 3, des parois 14 qui relient la sole 4 à la voûte 15 divisent oes piédroits en chambres dans lesquelles débouchent? un conduit 9 d'entrée de l'air chauffé, un conduit 8'd'entrée du gaz chauffé, un oon- duit 12 d'évacuation des fumées vers les régénérateurs 10 si.. tués dans les rangées traversées par l'air à réohauffer et un conduit 13 d'évacuation des fumées vers les régénérateurs 11
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située dans les rangées traversées par les gaz à réchauffer.
Les conduits 12 et 13 d'une part sont toutefois séparés des conduits 8 et 9, et d'autre part par des parois 16 qui divi- sent les chambres des piédroits en deux oarneaux 17 et 18 en communication par un passage 19 près de la voûte 15, suivant la disposition bien connue des carneaux dits en "e@ingle à oheveu".
L'air provenant d'une conduite collectrice 20 est in- troduit dans les régénérateurs par des coudes 21 qui le con- duisent dans des oarneaux 22 d'où il pénètre par des ouver- tures 23 dans les régénérateurs 7. Le gaz pauvre est amené par une conduite (non représentée) dans des carneaux 25 (fi- gure 2) d'où il pénètre dans les régénérateurs 6 par des ou- vertures 30. Les fumées s'échappent par des conduits 26 et 27 vers la canalisation collectrice 28 en passant par les coudes 29.
Conformément à l'invention, les carneaux verticaux des piédroits du four représenté aux figures 1, 2, 3, 4 sont bion du type en épingle à cheveu; dans l'exemple représenté les sé- ries des régénérateurs destinés à échauffer l'air sont dispo- sées sous la sole des fours de numéros impaire et séparées des régénérateurs destinés à échauffer le gaz pauvre par les murs supportant la superstructure; les régénérateurs a gaz sont disposés sous la sole des fours de numéros pairs, fours ne possédant pas de joint de dilatation.
L'examen des figures 1, 2, 3, 4, fait comprendre olai- rement le fonctionnement du four.
L'air froid provenant de la galerie collectrice 20 est introduit dans les carneaux 22 s'étendant sous toute la longueur des régénérateurs situés sous la sole des fours im- pairs par les coudes 21 ; oes oarneaux 22 sont en communica- tion avec les régénérateurs 7 par les.ouvertures 23. L'air froid s'échappe en traversant de- bas en haut les régénérateurs 7 et est .introduit dans les oarneaux montants 18 des piédroits
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3, par les conduits 9. Le gaz pauvre est amené de la conduite à gaz pauvre, non représentée au dessin,.dans les carneaux
26 par l'intermédiaire de vannes appropriées.
Ces oarneaux
26 s'étendant sous toute la longueur des régénérateurs si- tués sous les fours pairs, admet-tent le gaz pauvre à la base des régénérateurs 6 par les ouvertures 30. Le gaz séohappe en circulant de bas en haut dans ces régénérateurs 6 et est distribué aux oarneaux 18 des piédroits 3 par les conduits 8 où il rencontre l'air chaud distribué des régénérateurs 7 par les conduits 9.
Les flammes montent dans les carneaux
18 des piedroits pour redescendre par les oarneaux 17. Les carneaux 17 descendants des piédroits 3 sont en communica- tion d'une part avec les régénérateurs 10 par les conduits 12, et, d'autre part par les oonduits 13 aveo les régénéra- teurs 11 qui refroidissent les fumées; celles-ci sont éva-" ouées des régénérateurs vers.la galerie collectrice par les oarneaux 27 et 26 s'étendant sous toute la longueur des ré- générateurs et en'oommunioation par les coudes 29 avec la ga- lerie collectrice 28.
Lorsque le sens de la circulation des fluides dans les fours sera inversée, les régénérateurs 10 seront tra- versés de bas en haut par de l'air, tandis que les régénéra- teurs 7 seront traversés de haut en bas par des fumées ; régénérateurs 11 seront traversés de bas en haut par du gaz pauvre tandis que les régénérateurs 6 seront traversés de haut en bas par des fumées. La galerie collectrice 28 sera traversée par de l'air, la galerie collectrice 20 évacuera les fumées refroidies à la cheminée. Enfin, les oarneaux 17 des piédroits 3 seront montants tandis que les carneaux 18 seront descendants.
Les joints de dilatation 31 que l'on doit disposer de distance en distance suivant des plans verticaux parallèles aux axes des fours pour permettre la libre dilatation
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de la maçonnerie seront disposés de manière à traverser unique- ment les chambres de fours, sous lesquelles sont les régénéra- teurs à air. De la sorte l'inétanohéité de ces joints n'aura d'autres conséquences qu'un repassage d'air dans les fumées, mais ne pourra occasionner un repassage de gaz dans les fumées.
L'invention n'est évidemment pas limitée aux détails de réalisation de la oonstruotion décrite et représentée. S'est ainsi par exemple qu'au lieu d'accoupler les oarneaux montants et descendants du piédroit deux à deux ainsi qu'indiqué au four représenté aux figures 1, 2, 3, 4 on pourrait construire le four de telle façon que tous les-carneaux impairs des piédroits soient montants quand tous les oarneaux pairs sont descendants.
Il suffirait pour cela de doubler le nombre de cloisons sépa- rant les régénérateurs en refroidissement des régénérateurs en chauffage. De même on pourrait disposer, entre les conduits 8 et 9 des conduits de distribution de gaz riche communiquant aveo la base de oarneaux da piédroit, de façon à permettre le chauffage du four à l'aide de gaz riche, dans ce cas l'appa- reillage du four serait disposé de façon à supprimer la com- munioation entre la conduite à gaz pauvre et les carneaux 25 et à mettre ceux-ci en communication constante avec les gale- ries oolleotrioes 20 et 28.
De même dans les fours de grande hauteur on pourrait en vue d'allonger la combustion du gaz, admettre de l'air se- condaire à mi-hauteur des carneaux montants des piédroits en ménageant des canaux dans les cloisons 15 séparant les car- neaux des piedroits, canaux communiquant d'une part avec la partie supérieure dès régénérateurs à air et débouchant, d'au- tre partà mi-hauteur des carneaux des piédroits.