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PROCEDE D'EXPLOITATION DE FOUETS DE FUSION; METALLURGIQUES CHAUFFES PAR LES GAZ ET POURVUS DE REGENERATEURS.
La présente invention est relative à un procédé pour l'exploitation de fours, de fusion métallurgiques, chauffés par les gaz et pourvus- de régénérateurs. Dans ces fours de fusion, que l'on fait fonctionner par exemple,- en fours Siemens-liartin, toute la marche du four est fortement influencée par l'élévation de la température de combustion et de la température des gaz de fumée; c'est le cas aussi bien lorsque les gaz de fumée s'échappent par la cheminée que lorsqu'ils sont .aspirés par un exhaus- teur, pour être réutilisés sous une chaudière auxiliaire.
La température du four dans la chambre de fusion est essentiellement déterminée par le degré de préchauffage qu'ont reçu les gaz et l'air dans les régénérateurs. Si, dans les régénérateurs qui seront traversés par les gaz de fumée, la garniture n'est pas suffisamment chauffée par suite de la faible températu-
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re des gaz de fumée (comme cela peut se produire par exemple, par suite d'un mauvais réglage du mélange de gaz et d'air, ou par suite d'une perturbation du fonctionnement, etc..), le gaz frais et l'air frais, après renversement de marche du four, ne subissent pas un préchauffage suffisant dans les chambres refr@@ dies.
Le fait bien @onnu de la régulation très pénible d'une installation de four qui fonctionne d'après le système à régénération, se manifeste tout particulièrement après un arrêt du four. Alors le réchauffage du four avec la garniture, en avant et en arrière de la chambre de fusion, exige un temps extraordinairement long, surtout lorsque les gaz employés ont une faible valeur d'excitation.
La présente invention a pour but d'éliminer ces inconvénients ; elle vise en particulier à 1*obtention d'une fac@lté élevée d'adaptation de ces foura à régénération aux conditions les plus diverses d'empldi; elle vise également à l'obtention d'un réglage facile. Conformément à la. présente invention, ce. résultat-est atteint par le fait que la. température des charnu bres de régénérateurs est réglée par un chauffage supplémentaire . Ce chauffage supplémentaire peut étre par exempla un chauf- fage par les gaz de cake, les. gaz de générateurs., les gaz de hauts-fourneaux, au les gaz mélangés.
En soi, il peut paraitre à priori absurde de brûler du gaz frais dans les chambres de régénérateurs qui sont montées de façon à recevoir les gaz de fumée; en effet, la teneur calo- rifique de ces gaz frais n'est utilisée que partiellement, pour réchauffer la garniture, tandis qu'une partie importante de cet* te teneur calorifique ne fait qu'augmenter la température des. gaz de fumée qui s'échappent par la cheminée.
Mais la simple considération d'économie thermique, qui doit faire apparaître comme désirable une température aussi faible que possible des
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gaz de fumée, ne tient pas compte des conditions d'exploitation; par exemple, lorsque pour des raisons particulières, la garni- ture est devenue froide dans le régénérateur, le réchauffage de la gàrniture et du four dure très longtemps, c'est-à-dire que le processus de fusion est extraordinairement ralenti, que par s.uite le. rendement du four est fortement diminué., et ceci repré- sente simultanément des pertes de ;.haleur très considérables pendant une langue durée.
'En outre, ce qui est décisif c'est le résultat de chauf- fage supplémentaire en ce qui concerne la technique de l'exploi- tation; ce résultat oonsidte en ce que la faculté de réglage du four est extraordinairement améliorée, si bien que l'on peut adapter la marche du four à diverses conditions métallurgiques et aux diverses charges qui doivent être soumises à la fusion.
Un autre avantage important consiste en ce que, grâce au chauffage supplémentaire de la garniture on se rend indépen- dant de la. qualité du gaz de chauffe. Par exemple, avec le pro- cédé conforme à la présente invention, on peut employer des gaz de hauts-fourneaux en quantités beaucoup plus grandes que précédemment, en ce sens que l'on atteint dans les chambres les températures de décomposition des hydrocarbures lourds, et que l'on améliore ainsi l'effet calorifique de ces gaz.
Les brûleurs destinés au chauffage supplémentaire sont de préférence disposés par rapport aux chambres de façon que la totalité de la. garniture subisse l'action des flammes, ce qui permet de limiter ou même d'éliminer complètement les espa ces morts et d'augmenter ainsi d'une manière notable le rende- ment des chambres.
Si, au cours du fonctionnement du four, une chambre s'est refroidie et si elle subit le chauffage supplémentaire @ conforme à la présente invention, on amène rapidement/la, valeur optimum, après le renversement de marche, la température de
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combustion du gaz à préchauffer et de l'air, De ce fait, la température des gaz de fumée est également augmentée en sorte que les autres chambres également refroidies sont de nouveau portées à une température relativement élevée. Par suite, on peut affaiblir d'autant ou. même supprimer complètement le chauffage supplémentaire des chambres.
Afin d'éviter une commande intempestive, des brûleurs. supplémentaires, la- commande de ces brûleurs, sera avantageuse** ment accouplée aux organes de commande, destinés, à la. canalisatien de gaz principal et d'air; par exemple, cet accouplement sera tel que les brûleurs d'une chambre soient mis au repos lorsque le renversement de marche se produira- de façon que cette chambre reçoive du gaz frais ou de l'air frais.
Sur le dessin annexa,on a représenté schématiquement, à titre d'exemples un mode d'exécution de l'invention.
La figure 1 montre une coupe verticale à travers un four à sole ordinaire pour la préparation de la fonte et de l'acier, et la figure 2 montre une coupe horizontale à travers les chambres de préchauffage.
Le four est constitué par la chambre A dans laquelle se trouve la sole B. Dans les deux parois frontales de la chambre débouchent les canalisations d'amenée d'air C et la canalisat ion d'amenée de gaz D. Pour le préchauffage de l'air, on a prévu la chambre % et pour le préchauffage du gaz.la chambre F.
Ces chambres, appelées chambres de régénérateurs, sont garnies, d'une manière connue, d'une garniture en briquesréfractaires, Dans la paroi latérale de la. chambre de préchauffage E on a. prévu une rangée de brûleurs G qui sont alimentés par deux conduites qui passent le long de la chambre; la conduite H sert à l'alimentation d'air, et la conduite T sert, par exemple, à l'alimentation des gaz-. Naturellement on peut prévoir aussi des brûleurs à. huile au lieu de brûleurs à. gaz-.
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La chambre de préchauffage des gaz. F est munie de brûleurs; correspondants G1 avec des conduites correspondantes. H1 et J1.
A partir des chambres Ut et F, des canaux K et L conduisent à une soupape au à un tirair de renversement de marche M, mais ces diverses parties sont de construction usuelle et n'ont par suite pas besoin d'être spécialement décrites.
L'étude de l'invention dans l'exploitation des fours a donné des résultats surprenants. La consommation totale de chaleur était précédemment, comme moyenne annuelle, de 1,479.490 calories par tonne d'acier brut. En dépit des conditions défavorables à l'introduction de l'invention, cette consommation a été réduite à 1.000.000 de calories environ, en comprenant la consommation de chaleur des brûleurs supplémentaires, et en tenant compte de la quantité de chaleur récupée par suite de l'accroissement de la chaleur sortante, cette consommation a été réduite à 930.000 calories environ.
En même temps, la consommation de fer brut a diminué de la.500 kg. à 11.000 kg. pour une introduction totale de 66.000 kg., et la consommation de chaux s'est abaissée de 3510 kg. à 3100 kg., c'est-à-dire qu'elle a diminué de 11,65 %.
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METHOD FOR OPERATING FUSION WHISKS; METALLURGICAL HEATED BY GAS AND PROVIDED WITH REGENERATORS.
The present invention relates to a process for the exploitation of metallurgical melting furnaces, heated by gas and provided with regenerators. In these melting furnaces, which are operated, for example, in Siemens-liartin furnaces, the entire operation of the furnace is strongly influenced by the rise in the combustion temperature and the temperature of the flue gases; this is the case both when the flue gases escape through the chimney and when they are sucked in by an exhauster, to be reused under an auxiliary boiler.
The temperature of the furnace in the melting chamber is primarily determined by the degree of preheating that the gases and air have received in the regenerators. If, in the regenerators which will be crossed by the flue gases, the packing is not sufficiently heated due to the low temperature.
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re flue gases (as can occur, for example, as a result of improper adjustment of the gas and air mixture, or as a result of a disturbance in operation, etc.), fresh gas and The fresh air, after reversing the operation of the oven, does not undergo sufficient preheating in the refrigerated chambers.
The well-known fact of the very tedious regulation of a furnace installation which operates on the basis of the regeneration system is particularly evident after a furnace shutdown. Then the reheating of the furnace with the lining, in front of and behind the melting chamber, requires an extraordinarily long time, especially when the gases employed have a low excitation value.
The object of the present invention is to eliminate these drawbacks; it aims in particular at 1 * obtaining a high adaptability of these regeneration furnaces to the most diverse conditions of employment; it is also aimed at obtaining easy adjustment. In accordance with the. present invention, this. result-is achieved by the fact that the. temperature of the regenerator flesh is regulated by additional heating. This additional heating can be, for example, heating by the cake gases. gas from generators, gas from blast furnaces, mixed gases.
In itself, it may at first appear absurd to burn fresh gas in the regenerator chambers which are mounted so as to receive the flue gases; in fact, the calorific content of these fresh gases is only partially used to heat the filling, while a significant part of this calorific content only increases the temperature of. flue gas escaping through the chimney.
But the simple consideration of thermal economy, which must make it appear desirable to have as low a temperature as possible of the
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flue gas, ignores operating conditions; for example, when for special reasons the lining has become cold in the regenerator, the heating of the packing and the furnace takes a very long time, i.e. the melting process is extraordinarily slowed down, only by continued on. The efficiency of the oven is greatly reduced, and this simultaneously represents very considerable losses of heat during a long language.
Furthermore, what is decisive is the result of additional heating with regard to the operating technique; this result is that the adjustability of the furnace is extraordinarily improved, so that the operation of the furnace can be adapted to various metallurgical conditions and to the various loads which are to be subjected to melting.
Another important advantage is that, thanks to the additional heating of the lining, one becomes independent of the. quality of the heating gas. For example, with the process according to the present invention, blast furnace gases can be used in much larger amounts than previously, in the sense that the decomposition temperatures of heavy hydrocarbons are reached in the chambers, and that the calorific effect of these gases is thus improved.
The burners for additional heating are preferably arranged relative to the chambers so that all of the. The packing is subjected to the action of the flames, which makes it possible to limit or even completely eliminate the dead spaces and thus significantly increase the efficiency of the chambers.
If, during the operation of the furnace, a chamber has cooled down and if it undergoes the additional heating @ according to the present invention, the optimum value is quickly brought up, after the reversal of the operation, the temperature of
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combustion of the gas to be preheated and of the air. As a result, the temperature of the flue gases is also increased so that the other equally cooled chambers are again brought to a relatively high temperature. As a result, we can weaken by as much or. even completely remove the additional heating of the rooms.
In order to avoid an untimely command, the burners. additional, la- control of these burners, will advantageously ** ment coupled to the control members, intended for the. main gas and air ducting; for example, this coupling will be such that the burners of a chamber are put to rest when the reversal occurs - so that this chamber receives fresh gas or fresh air.
In the accompanying drawing, there is shown schematically, by way of examples, an embodiment of the invention.
Figure 1 shows a vertical section through an ordinary hearth furnace for preparing cast iron and steel, and Figure 2 shows a horizontal section through the preheating chambers.
The oven consists of the chamber A in which the sole B. is located. The two front walls of the chamber open out the air supply pipes C and the gas supply pipe D. For preheating the gas. air, chamber% is provided and for preheating the gas, chamber F.
These chambers, called regenerator chambers, are lined, in a known manner, with a lining of refractory bricks, in the side wall of the. preheating chamber E we have. provided a row of burners G which are fed by two pipes which pass along the chamber; the line H is used for the air supply, and the line T is used, for example, for the gas supply. Of course we can also provide burners. oil instead of burners. gas-.
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The gas preheating chamber. F is fitted with burners; corresponding G1 with corresponding pipes. H1 and J1.
From the chambers Ut and F, channels K and L lead to a valve or to a reversing valve M, but these various parts are of usual construction and therefore need not be specially described.
The study of the invention in the operation of ovens has given surprising results. The total heat consumption was previously, as an annual average, 1,479,490 calories per ton of crude steel. Despite the unfavorable conditions for the introduction of the invention, this consumption has been reduced to approximately 1,000,000 calories, including the heat consumption of the additional burners, and taking into account the amount of heat recovered as a result of the operation. the increase in the outgoing heat, this consumption has been reduced to approximately 930,000 calories.
At the same time, the consumption of crude iron decreased by 500 kg. to 11,000 kg. for a total introduction of 66,000 kg., and the consumption of lime fell by 3,510 kg. to 3100 kg., that is, it has decreased by 11.65%.