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" Procédé de réduction par chargement hétérogène des manières premières en zones verticales alternées et supers- tructure de four permettant d'utiliser séparément on ensemble les avantages de ce procédé ".
On connaît un procédé de réduction avec chargement hétérogène des matières premières en couches horizontales altère nativement constituées de matières à réduire seules et de matières à réduire avec matières réductrices. Ce procédé a pour effet simple l'épanouissement latéral-continu du courant amené par l'électrode, mais ne permet pas de stabiliser la conductibilité moyenne de la masse en traitement à cause des
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coupures périodiques par les couches non conductrices de ma- tières à réduire seules.
On connaît également un procédé de réduction avec chargement individuel des matières premières en tranches ver- ticales alternativement constituées de matières à réduire seu- les et de matières réductrices également seules. Ce second procédé apour effet double l'épanouissement latéral-discontinu du courant amené par l'électrode et la stabilisation de la conductibilité moyenne de la masse en traitement, mais ne per- met pas d'assurer une réduction satisfaisante, parce que les tranches à réduire éohappent partiellement à l'action des tran- ohes réductrices par fusion prématurée au contact de pied avec le bain ,en formation.
Le premier de ces procédés convient aux fours à ré- glage de puissance par va-et-vient de l'électrode mais se révè- le insuffisant avec les fours à réglage de puissance par va- riation de tension, à cause du nombre considérable de coupures par jour infligées aux organes contacteurs des appareils de réglage:
Le second de ces procédés qui est malaisément appli câble au-x fours à réglage de puissance par va-et-vient verti- cal de l'électrode, convient aux fours à réglage par la ten- sion parce qu'il limite à quelques dizaines aes coupures par jour des organes contacteurs des appareils de réglage, mais il se révèle insuffisant dans tous les cas qui nécessitent une réduction pratiquement complète.
Le nouveau procédé de réduction, à épanouisse- ment latéral de courant, objet de la présente invention, con- vient à tous les fours, qu'ils soient à réglage par l'électrode ou à réglage par la tension, ainsi qu'à toutes les réductions, qu'elles soient partielles ou complètes :
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parce qu'il épanouit le courant plus efficacement que le premier et moins brutalement que le second; les avan- tages respectivement consécutifs étant une moindre perte de matières premières et une tenue meilleure du garnissage réfractaire ; , parce qu'il stabilise la conductibilité moyenne de la masse en traitement plus efficacement que le prémier et de façon plus homogène que le second; les avantages respective- ment consécutifs étant une fixité meilleure de la puissance et un moindre rayonnement de surface ;
parce qu'il évite les fusions prématurées de ma- tières à réduire, encore sensibles avec le premier, l'avanta- ge consécutif étant une régularité meilleure de la production.
Ce nouveau -procédé de réduction, à épanouissement latéral du courant, consiste en un chargement hétérogène des matières premières par zones verticales régulièrement alter- nées, caractérisé en ce que la moitié de ces zones épanouis- sent le courant jusqu'au garnissage de la cuve parce que constituées exclusivement d'un mélange conducteur de matières à réduire et de matières réductrices; l'autre moitié laissant le courant dans le voisinage de l'électrode parce que compQr- tant, en outre du mélange conducteur, des chargements complé- mentaires de matières à'réduire en forme de lentilles réguliè- rement espacées sur la hauteur de la masse en traitement.
Pour réaliser un tel chargement, il suffit, le volume du mélange conducteur étant établi dans le voisinage inférieur de 2 fois 1/2 celui des matières complémentaires et les points respectifs de ohute dans la cuve étant régulière- ment alternés autour de l'électrode, de provoquer d'abord la chute de deux volumes 1/2 de mélange conducteur, ensuite celle de I volume de matières à réduire complémentaires et ainsi le suite à la demande du four. Ce décllage de chutes peut Être
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obtenu à la main de manière déjà suffisante, mais demande pour une forme parfaite, un assujettissement électromécanique ap- proprié et 2 à 2, des organes respectifs de chargement.
L'invention pourra de toute façon être bien com- prise à l'aide de la description complémentaire qui suit et du dessin schématique ci-annexé, lesquels description et dessin sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication.
Fig. 1 est un schéma développé de la zone annu- laire, comprise entre l'électrode et les becs de ohargement, montrant comment se présentent respectivement les différents canes d'éboulis consécutifs à ce mode de chargement.
Figs. 2 et 3 sont deux vues respectivement en coupe élévation suivant 2-2 de la figure 3 et en demi-coupe en plan suivant 3- 3 de la fige 2 d'un four chargé selon ce pro- cédé de réduction à épanouissement latéral du courant.
Fig. 4 est une coupe brisée suivant 4-4 de la figu- re 2 montrant le trajet des matières premières.
Fig.5 5 et 6 sont respectivement à plus grande échelle, des coupes verticales et en plan du joint latéral étan- che entre plaques voisines d'adduction de courant à l'électrode,.
Suivant le procédé, objet de la présente invention; on voit, sur la figure I, que sur la sole I, les cônes de mé- lange conducteur 2 jetés par les beos 3 desservis par les vis 4 s'empllent sans interposition isolante en se rejoignant par leur base et que, dans les creux successifs ainsi obtenus, les cônes 5 de matières à réduire complémentaires, jetées par les becs! desservis par les vis 7, trouvent place, sans dé- border les sommets de cône de voisin, grâce à leur moindre importanoe volumétrique. Ceci a pour effet d'établir alterna- tivement des zones 8 ayant bonne conductibilité sur toute leur hauteur, parce que sans coupure isolante et des zones
9 de conductibilité réduite, parce que régulièrement coupées
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de chargements non conducteurs en forme de lentilles.
Les zones conductrices verticales ain si établies tiennent le milieu entre la masse en traitement du charge- ment hétérogène en couches horizontales et les tranches de coke du chargement individuel en tranches verticales, ce qui leur permet d'épanouir le courant plus loin et plus réguliè-. rement que ladite masse tout en évitant l'épanouissement trop brutal et trop de surface desdites tranches de coke.
Quant aux zones à lentilles, les interpositions de mélange conducteur, plus riche en coke que celui du char- gement hétérogène en couches horizontales, les mettent en me- sure d'éviter, aussi complètement que nécessaire, les fusions prématurées constatées surtout avec les tranches de matières à réduire seules, à leur contact de pied avec le bain en for- mation.
Si ce procédé de réduction à épanouissement laté- ral du courant qui vient d'être décrit convient à tous les cas de réduction et de réglage de puissance; ses avantages demandent toutefois, pour être acquis au complet, une superstructure de four appropriée (celle par exemple faisant l'objet des figures II, III, IV, V et VI) qui permet instantanément et à volonté, soit de récupérer les gaz et vapeurs éventuels de la réduction, soit de brûler ces gaz et vapeurs éventuels avec la quantité d'air juste nécessaire, soit de refroidir les pro- duits de la combustion avec un excès d'air, soit,enfin,de faire intervenir la vapeur d'eau ou tout autre réactif.
Les figures II, III, et IV montrent que les ma- tières premières, mélange conducteur 10 et matières a réduire complémentaires II, contenues dans des trémies doubles,, annu- laires et jointives, sont prises par des vis doseuses géminées et à hélices multiples 12 ( 3 hélices généralement ) qui les '
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poussent à la demande de réducteurs de vitesse commandés à la main ou par moteur, dans les becs de chute 13. cloi- sonnés dans leur milieu, pour établir dans la cuve de four la masse en traitement.
Dans cette masse,les matières à réduire complémentaires II ne se présentent pas en cônes à peu près réguliers, comme dans la figure schématique I, mais en cônes à base élliptique ou lentilles ovoïdes, réguliè- rement disséminés dans le mélange conducteur 10.
La multiplicité des hélices des vis doseuses ainsi utilisées est une nouveauté ayant piur avantage une multiplicité pareille des chutes de matières par tours de vis ; ce.qui permet de fractionner le nombre de tours sans inconvénient pour le rapport volumétrique entre matières premières.
Pour plus de régularité dans la répartition des lentilles, il convient de commander les réducteurs de vitesse, des vis doseuses géminées, par des moteurs électro- mécaniquement et respectivement assujettis de telle manière queß par exemple, à 2 tours 1/2 de vis du mélange réducteur doive obligatoirement succéder I tour de vis pour les lentilles et ' réciproquement. L'ensemble de ces assujettissements de vis doseuses géminées peut être mis en parallèle, à volonté, pour une alimentation d'ensemble après chaque piquage général de la masse en traitement.
L'assujettissement électromécanique ainsi défini est une nouveauté ayant pour avantage de régulariser le rapport volumétrique entre matières premières ainsi que la distribution de lentilles complémentaires; son mode de réali- sation pouvant varier à volonté.
Les figures II et III montrent également que la cheminée annulaire 14 munie de plaques refroidissantes à circulation d'eau 15. supportée extérieurement par le chapeau de four conducteur et intérieurement par le carter de connexion
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d'électrode également conducteur, permet aux gaz et vapeurs
16. issus de la zone de piquage ; soit d'être récupérés sans autre par las tubes habituels d'évacuation; soit d'être brûlés de justesse par l'air
17 provenant du joint 18 entre cercle d'appui de connexion d'électrode et sommet de chapeau de four, ouvert à volonté par simple déplacement vertical de l'électrode ; soit, enfin, d'être refroidis après combustion, par l'air supplémentaire 19 accédant à l'intérieur du four par enlèvement des tampons-regards.20;
ces tampons-regards permettent aussi d'introduire de la vapeur d'eau ou tout autre réactif approprié.
La cheminée annulaire, ainsi représentée, est une nouveautéayant pour avantages multiples : de supprimer toutes constructions latérales - aux fours parce que sa fixation rigide sur la base même du chapeau de cuve lui permet de supporter la totalité des orga- nes supérieurs tels que : trémies d'alimentation et leurs mécanismes, tubes d'évacuation des gaz, vapeurs, fumées et poussières, électrode et sa supension etc... de fermer efficacement les fours parce que ses liaisons au chapeau de cuve et aux becs de trémies ne comportent que dès brides libres de tous organes et entièrement accessibles :
de servir à la combustion des gaz et vapeurs, ou aux réactions complémentaires avec ces gaz et vapeurs, parce que ces deux doublages refroidis par circulation d'eau inter- disent tout échauffement nuisible de ses deux viroles ; de se prêter à toutes les injections d'eau
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pulvérisée, de vapeur d'eau ou réactifs appropriés parce qu'elle est libre de tous organes, à part les becs de trémies, sur les 3/4 inférieure de sa hauteur.
Le joint entre le cercle d'appui de connexion d'électrodes et le sommet du chapeau de four, ainsi ménagé, est une nouveauté ayant pour avantage double; de permettre le dosage ou la suppression de l'air de combustion ; de permettre toute manoeuvre éventuelle d'éleo- trode.
Les figures V et VI montrent enfin que l'étanchéi- té entre les plaques de contaot voisines est assurée par injec- tion ou "técalémitage" de pâte au sucre dans les tubes 21 loè gés dans le cercle d'appui de connexion d'électrodes et débou- chant dans les vides entre plaques par des trous 22 dépouillés vers l'extérieur.
Le joint de pâte au sucre entre les plaques voi- sines, ainsi figuré, est une nouveauté ayant pour avantage de permettre la fragmentation de l'anneau étanohe d'adduction de courant à l'électrode qui est habituellement d'une seule pièce; une seule pièce ne permettrait pas les électrodes de grand diamètre.
De l'ensemble des organes ou dispositifs nouveaux qui viennent d'être décrits, il résulte d'ailleurs une autre nouveauté de très grande importance : celle de pouvoir, instan- tanément, passer de la marche en fermé à la marche en ouvert et réciproquement, c'est-à-dire de pouvoir, instantanément, soit récupérer ou traiter chimiquement les gaz et vapeurs issus de la réduction, soit brûler ces gaz et vapeurs pour les rejeter dans l'atmosphère après refroidissement et dépoussiérage.
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Ces organes sont d'ailleurs moins nombreux et moins complexes que ceux similaires employés dans les deux premiers procédés de réduction avec épanouissement latéral du oourant cités dans le préambule de cette description* C'est ainsi, par exemple, que pour un four de 15.000 KW les compartiments de trémies sont au nombre de 36 avec le premier procédé, de 48 avec le second et seulement de 24 avec le procédé de la présente invention.
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R e v e n d i c a t i o n s