<Desc/Clms Page number 1>
Four combiné Siemens-Martin et électrique.
On a déjà. proposé des fours combinés, Siemens-Martin et électriques, c'est à dire des dispositifs servant à la fa- brication de l'acier dans des fours Siemens-Martin et fonction- nant de façon que, lorsque le procédé au four à reverbère est terminé, la charge soit soumise, sans sortir du four, à un affinage effectué par des moyens électriques, à l'aide de deux ou plus de deux électrodes montées au-dessus d':ouver- tures pratiquées dans la voûte d'un four Siemens-Martin du type ordinaire et pouvant être fermées-, électrodes que l'on
<Desc/Clms Page number 2>
fait descendre dans le four à travers ces ouvertures lorsque le procédé au four à reverbère est terminé.
Ces dispositifs doivent leur application à la tendance consistant à réduire les frais de fabrication d'un acier ayant la qualité de l'acier électrique. On a constaté en effet qu'il n'est pas indispensable d'effectuer la fusion de la charge dans le four électrique. Au contraire, cette, fusion peut être obtenue à beaucoup moins de frais par d'autres mesures connues.
La suppression du courant électrique pendant la phase de fu- sion est d'autant plus justifiée que 75% environ du courant dépensé sont nécessaires pour la fusion et 25% environ seule- ment pour le finissage.
Les propositions connues, consistant à effectuer la fu- sion dans un four Siemens-Martin et finir au four électrique au moyen du courant électrique, l'acier en fusion ainsi préa- lablement affiné, semblent donc être justifiées, ne serait-ce que par des considérations d'économie.
Toutefois, les fours fonctionnant d'après ce principe n'ont pu s'implanter dans la pratique jusqu'ici.
En effet, leur adoption dans la pratique a échoué en présence des difficultés rencontrées pour créer sur la sole, où il faut maintenir une atmosphère aussi réductrice que possible pendant l'affinage électrique, des organes obturateurs tenant compte des conditions de température en présence. Au- cun air ni gaz ne doivent traverser le four en aucun cas.
Jusqu'ici,avec,les dispositifs connus, avant de com- mencer le finissage, on introduisait dans l'espace compris entre les têtes de brûleurs et la sole, des organes obtura- teurs constitués en particulier par des portes ou encore par des cadres réfractaires ou refroidis par de l'eau.
Les dispositifs de ce genre ont les inconvénients sui- vants :
L'obturation a lieu d'une part à proximité immédiate des carneaux sur les côtés de la sole, à l'endroit où, comme
<Desc/Clms Page number 3>
on le sait, règnent les températures les plus hautes. D'autre part,les portes, cadres réfractaires, etc.. proposés jusqu'ici pour servir d'organes obturateurs ne remplissaient pas du tout les conditions que l'on exigeait d'eux.
En effet, si on les doublait d'une maçonnerie en ma- tières très réfractaires, ces organes se fendillaient bientôt par suite des fréquents changements de températures et ils se détérioraient complètement. D'autre part,' si on les doublait par une maçonnerie en matières moins sensibles aux changements de température, ils ne pouvaient pas résister aux hautes tem- pératures régnant sur la sole, leur pouvoir- réfractaire étant moindre. Dans les deux cas, ils étaient déjà complètement dé- tériorés après quelques charges. Un autre inconvénient consiste en ce qu'ils ne ferment pas la sole, dés le début déjà, suffisam- ment hermétiquement, de sorte qu'on ne disposait pas du tout d'une bonne atmsophère réductrice pendant l'affinage électrique.
En raison du tirage intense qui règne dans les têtes de brûleurs et les accumulateurs de chaleur, tirage qui est en- core favorisé par la température considérable des accumulateurs de chaleur et par la force ascensionnelle due à la différence de hauteur qui existe, il est indispensable que la sole soit très hermétiquement close pour empêcher toute rentrée d'air, si l'on veut maintenir constamment le laitier réducteur dans le four.
La présente invention permet de supprimer les incon- vénients cités et elle consiste essentiellement, dans un four à sole de type connu chauffé au moyen de combustible solide, liquide ou gazeux, et servant à fondre et à affiner l'acier, puis à finir immédiatement le bain de fusion, finissage qui a lieu dans le même four, par des moyens électriques, le four étant fermé hermétiquement au moyen d'organes obturateurs empê- chant l'entrée de l'air ou de gaz, à faire en sorte que les or-
<Desc/Clms Page number 4>
ganes d'arrêt servant à empêcher l'entrée de l'air ou du gaz soient reportés, de la sole du four dans des zones plus froides de l'installation, notamment dans les soupapes ou entre les ac- cumulateurs de chaleur et la sole, ou encore entre les soupapes et la cheminée.
La fusion peut avoir lieu de façon connue quelconque, par exemple au moyen de gaz de gazogènes, de haut-fourneaux, de fours à coke ou de gaz d'éclairage, de coke de naphte, d'huile brute ou de "pacoura" ou au charbon pulvérulent. La fermeture du four en arrière des accumulateurs de chaleur a'encore le grand avantage que la chaleur qui s'est amassée dans les accumulateurs de chaleur se trouve réfléchie à l'intérieur du four, ce qui empêche tout refroidissement de la sole vers les têtes.
Des modes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentés à titre d'exemple dans les dessins annexés :
Figs. 1 et 2 sont respectivement une coupe transversale et un plan de l'installation.
Fig. 3 est une vue de la soupape de Forter, connue en soi, appliquée conformément à l'invention.
Figs. 4 et 5 montrent schématiquement deux autres formes d'exécution.
1 désigne la sole du four Siemens-Martin, sole à laquel- le font suite les têtes de brûleurs usuelles 2; 3 sont les élec- trodes qui sont montées de façon connue au-dessus d'ouvertures pratiquées dans la voûte du four et pouvant être fermées ; en fig. l, ces électrodes sont représentées abaissées à l'intérieur du four. Enfin, 4 et 5 désignent respectivement les conduites de gaz et d'air et les accumulateurs de chaleur, ainsi que les chaia- bres à laitier.
La: fusion et l'affinage de la charge ont lieu comme d'ha- bitude avec arrivée d'air préalablement chauffé et de gaz de chauffage entrant dans le.four par le côté de la sole, les gaz d'échappement sortant du four traversant l'accumulateur de chaleur
<Desc/Clms Page number 5>
et allant à la cheminée qui se trouve du côté opposé. Pendant la coulée du-laitier à base .d'oxyde, le four est réglé en vue de l'affinage électrique, qui doit avoir lieu, comme on le sait, dans une atmosphère aussi réductrice que possible.
L'obturation de la sole, nécessaire à cet effet pour empêcher l'entrée de l'air et devant être reportée, suivant l'invention, de la sole elle-même dans des zones plus froides de l'installation, a lieu par exemple, comme le montre la fig.
3, dans la soupape elle-même.
Fendant l'extraction du laitier, opération qui suit la fusion et l'affinage, on ouvre les portes latétales de la soupape, on recouvre au moyen de plaques 16 les ouvertures des canaux R, K , R conduisant aux accumulateurs de chaleur et à la cheminée, et on les enduit d'une masse réfractaire ou d'une autre masse appropriée. En principe l'obturation de la sole pour empêcher l'accès de l'air a lieu par obturation, au moyen de plaques, des canaux des accumulateurs de chaleur et de la cheminée. De cette façon, le canal de la cheminée d'une part, et l'accumulateur de chaleur d'autre part, sont fermés hermé- tiquement chacun pour soi. La soupape montée dans la conduite de gaz G est naturellement fermée aussi.
Lorsque l'affinage électrique est terminé. et que la coulée de la charge a eu lieu, on enlève les. plaques 16, on en- duit de nouveau la porte de la soupape de Forter, puis on in- troduit de nouveau du gaz à l'intérieur du four après une ven- tilation appropriée.
Les orifices des canaux R, K, R sont entourés comme ' d'habitude par des obturateurs hydrauliques 8 dans, lesquels, s'engage aussi la coquille 7, de façon à empêcher complètement l'accès de l'air extérieur.
L'obturation à l'intérieur de la soupape à air peut avoir lieu également par exemple au moyen de plaques.
Dans la variante de Fig. 4 des obturateurs hydrauli- ques 8 sont également disposés au-dessus des embouchures des ca-
<Desc/Clms Page number 6>
haux R, K, R.
G estla conduite de gaz. 14 et la soupape d'entrée des gaz. Une tubulure cylindrique b fait saillie vers le bas depuis la boîte à soupapes 9 au-dessus de chacun des deux orifices du canal de cheminée K. Entre ces parois peuvent se déplacer, en direction verticale, au moyen des tiges 10, 11,des corps 12,13 en forme de pistons à gradins , la partie supérieurs de chacun de ces pistons formant joint hydraulique, tandis que les sure faces périphériques de ces corps en forme de pistons 12, 13 coopèrent dans leur position abaissée avec les joints hydrau- liques fixes 8. Au-dessous de la boîte à soupapes 9 se trouve un tuyau 15 fermé à ses deux extrémités, qui est divisé par une paroi verticale Z régnant jusqu'au niveau du joint hydraulique 8.
Chacun des deux corps 12, 13 obture, dans sa position in- férieure, un orifice du canal de cheminée K.
Le fonctionnement est le suivant :
Les corps 12, 13 doivent'jouer le rôle qui est imparti à la porte de la soupape de Porter. Dans la position représen- tée en Fig.4, le gaz venant de la soupape ouverte G, pénètre dans la partie de droite limitée par la cloison Z de la boite à soupapes pour arriver dans le canal de droite R du récupéra- teur de chaleur, tandis que l'orifice de droite du canal de cheminée K est fermé par la platine 13 . Le canal de gauche R est ainsi relié avec le canal de cheminée K.
Lors de l'inversion, la platine 13 est soulevée, et la platine 12 est abaissée, le fonctionnement du foyer étant ainsi inversé.
Si le système du four tout entier doit être fermé en supprimant tout courant d'air avant laffinage électrique, les deux platines sont amenées à la position inférieure de sorte que le canal K est entièrement obturé et qu'il ne peut plus fournir de courant d'air, La soupape à gaz peut aussi être amenée à la position de fermeture. Les accumulateurs de chaleur sont aussi fermés de sorte qu'il ne peut pas se produire de courant d'air.
/
<Desc/Clms Page number 7>
Fig. 5 montre une autre forme d'exécution très simple dans laquelle les-deux canaux d'accumulateurs de chaleur et le canal de cheminée sont décalés respectivement de 120 . La fer- - meture et l'invention sont obtenues,au moyen d'une platine oblon- gue,,par exemple elliptique ; cette dernière est''représentée en traits pleins dans la phase pour laquelle les deux accumulateurs de chaleurs sont obturés , et en traits mixtes dans la position normale de chauffage à feu pour laquelle la platine relie l'un des accumulateurs de chaleur avec le canal de cheminée, tandis que le gaz pénètre dans l'autre accumulateur de chaleur.
Lors-de l'inversion, la platine est dégagée de l'obtu- ratéur hydraulique en la soulevant, puis tournée ou décalée de
120 .