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Procédé pour l'établissement de conduits d'évacuation en vue d'aspirer des produits de distillation volatils de l'intérieur de la charge de charbon des fours à chambres.
Certaines espèces de charbons cokéfiables à forte teneur en matières volatiles, comme par exemple presque tous les charbons de Haute-silésie et la plupart des charbons de la Sarre, c'est-à-dire des charbon,-, ayant plus de 30;. de matières volatiles donnent lieu, par la carbonisation ordi- naire dans des fours à chambres chauffés extérieurement, lorsqu'on verse simplement le charbon dans ceux-ci, à un co- ke de densité et de résistance irrégulières et insuffisantes.
Ce coke présente une très faible consistance, est très fria- ble et est donc inutilisable en métallurgie. Pour obtenir au moyen de ce charbon un bon coke métalluigique, il est au
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moins nécessaire, dans les procédés de carbonisation usuels, de comprimer le charbon par damage ou compression, mais fré- quemment aussi d'élever les températures dans une mesure re- lativement forte pendant la carbonisation.
La présente addition est basée sur la constatation qu'on peut obtenir au moyen de houilles de la nature ci-dessus mentionnée, un bon coke métallurgique, irréprochable, de den- sité uniforme et de grande résistance sans devoir effectuer le tassement préalable habituel par .da,nage ou compression, donc simplement en versant le charbon da.ns les chambres du four pour l'enfourner, si l'on applique au four à chambres à chauffage externe le procédé et les dispositifs décrits et revendiqués dans le brevet principal n .376.378 pour évacuer les produits volatils de la distillation du sein de la masse de charbon sous une dépression notable.
Dans ce procédé il suffit, en outre, dans beaucoup de cas que les piédroits du four soient maintenus, sur la partie de leur surface délimi- tant la chambre, à une température de 850 à 900 et en tout cas pas beaucoup plus élevée. L'aspiration interne considérée offre notamment pour la marche de la cokéfaction des avanta- ges qu'on n'a pu obtenir jusqu'à présent qu'en élevant con- sidérablement les températures de chauffage et en subissant les grands inconvénients qui en sont la conséquence.
Le dessin représente comme dispositif pour la réali- sation du procédé une partie d'une batterie de chambres de four à coke horizontal. Fig. 1 en est une coupe transversale verticale suivant la ligne 1-1 de la Fig. 2 et Fig. 2 une cou- pe horizontale suivant la ligne Il-II de la Fig. L.
La Fig. 1 représente deux chambres du four séparées par des piédroits latéraux m, !Il pourvus de carneaux verticaux k. La chambre de droite est représentée dans l'état où elle
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se trouve immédiatement après l'enfournement, la chambre de gauche se trouve dans l'état correspondant à la cokéfaction normale. La charge de charbon a est enfournée de la manière usuelle en la versant simplement à travers les orifices de chargement s prévus à cet effet (représentas en pointillé) dans le plafond du four et y est nivelle de façon s. manager entreelle et la voûte du plafond de la chambre un espace libre o pour recueillir le gaz.
Dans le plafond du four, ré- partis entre les orifices de chargement s, se trouvent une s- rie de passades tubulaires b, dans lesquels des tuyaux d'as- piration c sont enfonces avec interposition d'un dispositif d'étanchéité d, de telle manière qu'ils pénètrent dans les conduits ou cheminées e de la charge de charbon a, avec les- quels leur liaison est également assurée d'une manière suf- fisamment étanche. Ces cheminées ou conduits e sont formés, par exemple de la manière indiquée pour la. chambre de droite du four de la Fig.
1, immédiatement après l'enfournement de la charge de charbon a, en enfonçant dans celle-ci presque jusqu'à la sole du four, à travers les passages b du plafond de la chambre, des barres cylinoriques ou prismatiques f ou autres organes analogues, suspendues verticalement aux chai- nes de levage g et agissant comme des plongeurs, puis en retirant ces barres du charbon, Les concuits ou cheminées e ainsi obtenus sont disposes, corme le représente la Fig. 2, en grand nombre sur une rangée dans le plan ver tical axial de la charge a et sur toute la longueur de la chambre. Au-dessus du plafond du four, les passages b de chaque chambre sont re- liés au moyen de tubulures h à un conduit collecteur i s'éten- dant sur toute la longueur de la chambre considérée.
Tous les conduits collecteurs i de la batterie de fours sont rac- -
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cordés à un barillet commun (non représenté). En outre, sui- vaut le brevet principal, on prévoit des moyens de faire varier au cours de l'opération la dépression maintenue dans les conduits ou cheminées e et les conduits collecteurs 1 en vue d'assurer l'aspiration et de la régler par rapport à la pression sensiblement constante maintenue dans l'espace o.
En ce qui concerne le fonctionnement du dispositif ci-dessus décrit après formation des conduits ou cheminées e dans la masse de charbon enfournée a comme il a été décrit ci-dessus, introduction des tuyaux d'aspiration c et fermeture des passages b par les couvercles t, on provoque l'aspiration par les cheminées e des produits volatils de la distillation dégagés au sein de la charge de charbon a, en créant une dépression appropriée dans le conduit collecteur de gaz i, et on la maintient pendant toute la durée de la cokéfaction. En même temps, suivant le brevet principal, on crée dans l'espace collecteur de gaz o une pression constante à peu près égale à la pression atmosphérique. La grandeur de la dépression main- tenue en e et en i et sa durée se règlent d'après la nature du charbon qu'il s'agit de cokéfier.
Lorsqu'il s'agit des char- bons en question à forte teneur en matières volatiles, supé- rieure à 50 % par exemple, il se produit, en général, immé- diatement après la mise en marche, un dégagement très abondant et très violent de gaz et de vapeurs et il est nécessaire pour cette raison d'employer pendant la période initiale des dépressions relativement fortes qui peuvent être poussées .jusqu'à environ 200 mm. de colonne d'eau en-dessous de la pression atmosphérique, tandis que dans la suite cette dé- pression doit être graduellement réduite jusqu'à environ la moitié de sa valeur initiale. En général, ces fortes dépres- sions doivent être maintenues jusque vers la fin de la coké-
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faction complète d'une charge.
Lorsque ce stade final est atteint on peut retirer les tuyaux c et mettre ainsi les che- minées internes en libre communication avec l'espace collec- teur de gaz s. Si l'on emploie, comme c'est décrit aussi par exemple dans le brevet principal, un dispositif spécial pour aspirer les gaz de distillation de l'espace collecteur o, le restant des produits volatils qui s'échappent des conduits ou cheminées ouvertes e, est évacué à l'extérieur par cet espa- ce o.
L'aspiration interne décrite, par suite de la dis- position en succession relativement serrée des conduits ou cheminées e le long de la chambre (voir Fig.2) et de leur existence sur la presque totalit de la hauteur de la charge à l'intérieur de la masse de charbon (voir Fig. 1), provoque une circulation horizontale intensive des gaz et vapeurs de distillation dégagés, des piédroits chauffés m, m vers l'axe de là charge de charbon a jusque dans les cheminées e. Cette circulation produit une telle augmentation de la transmission de chaleur, qu'elle accélère considérablement la cokéfaction, en réduisant sa durée d'à peu près un tiers du temps habituel- lement nécessaire.
En outre, on obtient le résultat inattendu que le coke produit, qui présenterait les défauts mentionnés au dé- but si l'on n'employait pas l'aspiration interne, est de qua- lité irréprochable, c'est-à-dire qu'il présente une compacité et une résistance appréciables et une structure finement cristalline ; en d'autres termes il constitue un bon coke mé- tallurgique.
Par suite de l'augmentation considérable de la trans- mission de chaleur on peut, suivant une autre caractéristique de l'invention, employer pour le chauffage des températures
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beaucoup plus modérées, sans nuire à la qualité du coke ni augmenter la durée de la carbonisation en comparaison du temps nécessaire avec les procèdes habituels comportant l'application de températures élevées. Suivant l'invention, on maintient la partie de la surface r des piédroits de chauffage m, m qui délimitent la chambre du four, à une tem- pérature de 850 à 900 , en tout cas pas beaucoup plus élevée.
Si l'on suppose par exemple que la largeur interne de la chambre est de 0,5 m., il faut pour une température de 900 C de la chambre, compter sur une durée de cokéfaction d'envi- ron 32 heures en moyenne, lorsqu'on effectue uniquement l'as- piration ordinaire des gaz de distillation de l'espace o.
Si l'on emploie l'aspiration interne suivant l'invention, la durée de la cokéfaction est réduite à environ 21 heures pour la même température de chauffage. Pour réduire à ce point la durée de la cokéfaction par l'aspiration ordinaire, il se¯.-raitnécessaire d'employer des températures d'environ 1100 C aux piédroits.
Des températures aussi élevées exige- raient l'emploi de matériaux siliceux très réfractaires et pro- voqueraient une forte décomposition du goudron, une séparation de graphite dans les chambres du four et le dépôt de goudron épais dans les barillets et les conduites de gaz, ce qu'on devrait combattre par des moyens spéciaux ; outre le ren- dement en produits de goudron utilisables (huiles de goudron de bonne qualité par opposition à la poix de goudron de peu de valeur) et en ammoniaque diminuerait d'une manière sensi- ble.
L'invention permet d'éviter tous ces inconvénients; elle diminue, par suite de la marche du four à une température moins élevée, aussi bien la chaleur utilisée pour la cokéfac- tion que les pertes de chaleur inutiles, elle donne un gou- dron de qualité notablement meilleure à très faible teneur en poix et elle assure en outre la fabrication d'un coke irré-
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prochable. Elle offre aussi l'avantage que l'on peut employer @ des chambres de fours à coke de largeur relativement aussi grande que celles employées autrefois et même plus grande, sans difficulté, car l'augmentation de la durée de la carbo- nisation qui en résulte est suffisamment compensée, même aux températures de chauffage modérées qui caractérisent l'inven- tion, par l'action intensive de l'aspiration interne.
L'emploi de chambres de four de grande largeur ainsi que de températures modérées pour le chauffage donne cependant comme on sait un coke de calibre plus fort et de densité plus grande et dont l'usage est particulièrement recommandable dans les hauts- fourneaux.
Le procédé décrit permet d'obtenir au moyen de char- bons difficilement cokéfiables, à haute teneur en matières volatiles, un bon coke métallurgique très résistant, en évitant entièrement la compression du charbon par damage, pilonnage etc. nécessaire autrement, tout en réduisant dans beaucoup de cas la température de chauffage du four nécessaire à la car- bonisation.
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