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Procédé de chauffage combiné pour un four poussant à zones chauffé au gaz.
Les fours à contre-courant, chauffés au gaz, c'est-à- dire en général les fours poussants servant au réchauffage des blooms, sont souvent exécutés sous la forme de fours à zones. Dans ces fours à zones connus depuis longtemps, on fait passer les produits à réchauffer comme d'ordinaire de l'une des extrémités à l'autre, mais le chauffage est divisé en un certain nombre de fractions dont chacune assure le chauffage d'une zone déterminée du four, tandis qu'on tient compte des conditions particulières à chaque zone considérée.
Les conditions à réaliser dans les différentes zones sont différen-
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tes et dépendent de la température indiquée par le calcul et considérée comme correcte pour les gaz d'échappement, de la température à laquelle les blooms introduits à l'état froid peuvent être exposés sans risque pour la surface, du coefficient de transmission de la chaleur par le dispositif de chauffage par le haut ou par le bas, etc...
On a déjà proposé de réaliser le chauffage par zones d'un tel four de réchauffage des blooms de telle sorte que la partie la plus froide du four, c'est-à-dire la sole d'introduc- tion soit chauffée par récupération, tandis que l'on prévoit un chauffage par régénération pour la partie la plus chaude du four qui porte les blooms à la température de laminage et qu'on désigne sous le nom de four de soudure ou de ramollissement à coeur.
Dans le type actuellement connu de combinaison de ces deux modes de chauffage dans un seul four de réchauffage (les blooms, les avantages résultant de cette combinaison n'ont pas pu apparaître parce que le dispositif de chauffage par régene- ration du four de soudure était trop encombrant et rendait beaucoup plus difficile la conduite du fonctionnement, en raison de son installation encombrante de ventilation. La flamme alternative du chauffage par régénération s'étendait dans le sens de la longueur du four de réchauffage des blooms, dans lequel on montai par conséquent des brûleurs non seule- ment à l'extrémité, mais aussi des deux côtés à l'endroit du passage du four d'introduction au four de soudure,
ces brûleurs gênant naturellement beaucoup l'accès au four.
La présente invention évite les inconvénients du mode actuellement de combinaison de ces deux chauffages dans un seul four, de sorte que les avantages des deux modes de chauffa- ge se font sentir entièrement, et qu'on obtient toutefois par ailleurs encore d'autres avantages précieux. On obtient ce
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""lr"iil <,:>1,, r. on ;'orm. 1,'C!Ll. à 1±1 pré8clIl.c invention, pl'ir1c:i 1';) lcr, <:')1 par le fait qu'on utilise pour le four de soudure un chauffage par régénération dans lequel la direction de la flamme reste @
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constante,par exemple en chauffant directement les régénéra- teurs de ce dispositif de chauffage, et en faisant entrer les gaz chauds, fortement réchauffés dans les régénérateurs, en un courant continu dans le four au moyen d'un volet, inverseur'.
On reporte ainsi une partie des têtes encombrantes des brûleurs dans la. région de la chambre, et on ne gêne donc plus l'accès du four de soudure; qui est la partie la plus chaude du four.
On sait que tout dispositif de chauffage par régénéra- tion convenablement exécuté fournit un excès de chaleur qu'on ne peut pas utiliser dans le dispositif de chauffage, et qui se perd par rayonnement ou par la cheminée. Avec la combinaison d'un chauffage par régénération à courant continu et d'un chauffage par récupération conformément à la présente invention,, on utilise cet excès de chaleur complètement, car la flamme de direction constante du chauffage par régénéra- tion, qui pénètre au début du four, ou ses gaz d'échappement traversent alors la totalité du four dans toute sa longueur et favorisent donc l'action du chauffage par récupération de la sole d'introduction du four, et ils abandonnent le four, mélangés aux gaz d'échappement du chauffage par récupération,
pour être évacués avec ces derniers à travers les récupérateurs,
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CIO sorbe que par CI': mçY<:J1J .i:lr peuvent 6g\1c.;11lc.;J1L. CUULI'11Jl.lOl' d'une manière favorable au chauffage. Par ce moyen, le débit des récupérateurs augmente et ils peuvent fournir le gaz réchauffé pour le chauffage par régénération de telle sorte que ce chauffage n'a besoin des deux régénérateurs que pour l'air, ces deux régénérateurs étant chauffés directement et alternativement d'une manière connue. Par ce moyen, l'ensemble de l'installation du four se simplifie considérablement,tandis que les avantages des deux modes de chauffage se font sentir pleinement.
On peut augmenter encore davantage le débit des récupérateurs en faisant passer également les gaz d'échappement
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venant des chambres du chauifage par régénération, en totalité ou en partie par les récupérateurs, ce qui est toutefois connu en soi. Liais il n'a jamais été reconnu à cet égard qu'il est alors possible de donner à ces chambres du chauffage par régéné- ration des dimensions sensiblement plus petites que celles qui étaient en usage jusqu'à présent parce qu'on peut mieux utiliser dans les récupérateurs les gaz d'échappement encore chauds de ce chauffage.
Sur les fig. I et 2, on a représenté schematiquement en une coupe longitudinale verticale et une coupe longitudinale horizontale un four poussant conforme à la présente invention.
Le four poussant est de la forme allongée usuelle. Les blooms àréchauffer sont poussés sur les rails a de l'extrémité d'entrée b. par un poussoir non représenté à travers le four d'introduction e jusque dans la partie la plus chaude c du four, le four dit de soudure ou de ramollissement à coeur, où ils sont portés à la température de laminage nécessaire, à la suite de quoi ils abandonnent le four en passant par les portes d d'extraction et sont dirigés vers le laminoir.
Le chauffage de la première partie relativement froide du four poussant, c'est-à-dire du four poussant proprement dit e, s'effectue par récupération. Les récupérateurs sont indiqués en f, ils sont en communication par des conduites g avec des brûleurs h qui sont indiqués dans le four poussant proprement dit e en dessous des rails a. Les brûleurs peuvent naturellement être situés également au-dessus des rails a, soit tous soit seulement quelques uns d'entre eux. Les gaz d'échappement du four quittent ce dernier en passant par un puits i disposé au
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vuÜ;jn8gl: de l'e:5à;,nii.Lé d'entrée b du four et ils péll'vieIlüellL) par les carneaux k, dans les récupérateurs f d'où ils sont évacués parles carneaux 1 dans une cheminée non représentée.
Dans les récupérateurs, on réchauffe au préalable d'une manière connue, par les gaz d'échappement, du gaz de combustion ou de l'air, ou encore à la fois du gaz et de l'air, Ces.fluides
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absorbant la chaleur sont dirigés dans les récupérateurs d'une manière connue qui par conséquent n'a pas été représentée spécialement.
Dans cet exemple,le dispositif de chauffage par régénération dans la partie la plus chaude du four, le four c de soudure, est exécuté de la manière suivante connue. On ne prévoit que deux chambres pour le réchauffage de l'air.
Le réchauffage de la chambre refroidie n du régénérateur s'effectue au moyen d'une flamme spéciale pour la production de laquelle on dirige alternativement dans chaque chambre par des conduites g du gaz, tandis que l'air de combustion néces- saire est prélevé sur l'air chaud qui sort de l'autre chambre pour aller sur la sole ou dans le four, comme l'indiquent sur la fig. . les flèches en trait plein dans le puits acendant r.
Par les conduites' m, on introduit du gaz d'une façon continue dans le four, ce gaz formant avec la partie principale de l'air chaud la flamrrte constamment dirigée dans le même sens clans le four c de ramollissement à coeur. Les gaz d'échappement de cette flamme traversent l'ensemble du four et sont évacués de préférence avec les gaz d'échappement du four poussant propre- ment dit e. vers les récupérateurs f.
Il est toutefois nécessaire à cet effet de. disposer, pour le chauffage par régénération, d'un gaz qu'il n'est pas nécessaire de soumettre à un réchauffage spécial. Lorsqu'il faut travailler avec des gaz froids de valeur moindre, la pré- sente invention permet le réchauffage de ce gaz pour le chauffa- ge par régénération dans les récupérateurs, et cela sans aucune difficulté, parce que la commutation des gaz dans les têtes des brûleurs n'est plus nécessaire.
Les fig. 3 et 4 représentent cette combinaison des modes de chauffage dans le four poussant des fig. 1 et 2. Une comparaison de ces deux représentations montre que d'après les fig. 3 et 4 on ne prolonge que les conduites g sortant des récupérateurs f d'une quantité g1, de sorte que le fluide gazeux
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réchauffé par récupération, le gaz par exemple, est introduit dans la conduite m et dans le four pour donner naissance à la flamme du four de soudure c.
Pour augmenter encoredavantage la, capacité des récupé- rateurs f, on peut introduire dans les récupérateurs les gaz d'échappement, des chambres n de régénération, ce qui est toutefois connu en principe. Conformément à la présente inven- t.ion, les chambres n de régénération deviennent alors toute- fois sensiblement plus petites que d'ordinaire. Les gaz d'échappement non encore suffisamment refroidis après avoir quitté ces chambres sont envoyés dans les récupérateurs du chauffage par récupération, dans lesquels le refroidissement s'effectue à basse température d'une façon plus rationnelle que dans les régénérateurs ainsi que le montrent les fig. 5 et 6.
Le four poussant représente sur ces figures diffère de celui des fig. 3 et 4 par exemple uniquement par le fait que les chambres n de régénération sont sensiblement plus petites et sont mises en communication, par les carneaux s dérivés après la soupape alternative o, avec les récupérateurs f, de sorte que les gaz déchappement des chambres de régénération n sont, utilisés les récupérateurs f.
La combinaison des deux modes de chauffage présente encore l'avantage que le four peut continuer de fonctionner même lorsqu'il arrive que les récupérateurs en fer sont per- forés par brûlure. On les élimine alors et on assure le fonc- tionnement des dispositifs de chauffage par récupération avec des gaz froids, cequi diminue toutefois le débit du four, mais non pas la température de laminage que le dispositif de chauffage par régénération maintient dans tous les cas.
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Combined heating process for a gas heated push zone oven.
Gas-fired counter-current ovens, that is to say in general push ovens used for reheating blooms, are often executed in the form of zone ovens. In these long-known zone ovens, the products to be reheated are passed as usual from one end to the other, but the heating is divided into a number of fractions, each of which provides the heating of a determined zone of the furnace, while account is taken of the conditions specific to each zone considered.
The conditions to be achieved in the different zones are different
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values and depend on the temperature indicated by the calculation and considered to be correct for the exhaust gases, on the temperature to which blooms introduced in the cold state can be exposed without risk to the surface, on the heat transmission coefficient by the top or bottom heater, etc.
It has already been proposed to carry out the zone heating of such an oven for reheating the blooms so that the coldest part of the oven, that is to say the introduction floor, is heated by recovery, while heating by regeneration is provided for the hottest part of the furnace which brings the blooms to the rolling temperature and which is referred to by the name of a welding or core softening furnace.
In the currently known type of combination of these two heating modes in a single reheating furnace (blooms, the advantages resulting from this combination could not arise because the regenerative heating device of the welding furnace was too bulky and made it much more difficult to conduct operation, due to its cumbersome ventilation installation. burners not only at the end, but also on both sides where the introduction furnace passes to the welding furnace,
these burners naturally greatly hamper access to the oven.
The present invention avoids the drawbacks of the present mode of combining these two heaters in a single oven, so that the advantages of both heating modes are fully felt, and yet further advantages are obtained. precious. We get this
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"" lr "iil <,:> 1 ,, r. on; 'orm. 1,' C! Ll. to 1 ± 1 pre8clIl.c invention, pl'ir1c: i 1 ';) lcr, <:') 1 by the fact that a regenerative heating is used for the welding furnace in which the direction of the flame remains @
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constant, for example by directly heating the regenerators of this heating device, and by making the hot gases, strongly heated in the regenerators, enter in a direct current in the furnace by means of a shutter, inverter '.
Part of the bulky burner heads is thus transferred to the. region of the chamber, and access to the welding furnace is therefore no longer obstructed; which is the hottest part of the oven.
It is known that any properly executed regenerative heater provides excess heat which cannot be used in the heater and which is lost through radiation or through the chimney. With the combination of direct current regenerative heating and recuperative heating in accordance with the present invention, this excess heat is utilized completely, since the constant directing flame of the regenerative heating, which penetrates into the center. start of the furnace, or its exhaust gases then pass through the whole of the furnace in its entire length and therefore promote the action of heating by recovery of the furnace introduction floor, and they leave the furnace, mixed with the gases of exhaust from recovery heating,
to be evacuated with the latter through the recuperators,
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CIO sorbs only by CI ': mçY <: J1J .i: lr can 6g \ 1c.; 11lc.; J1L. CUULI'11Jl.lOl 'in a manner favorable to heating. By this means, the flow rate of the recuperators increases and they can supply the reheated gas for heating by regeneration so that this heating only needs the two regenerators for the air, these two regenerators being heated directly and alternately from in a known manner. By this means, the entire installation of the oven is considerably simplified, while the advantages of both heating modes are fully felt.
The flow rate of the recuperators can be further increased by also passing the exhaust gases
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coming from the heating chambers by regeneration, in whole or in part by the recuperators, which is however known per se. However, it has never been recognized in this regard that it is then possible to make these regenerative heating chambers substantially smaller than those which have been in use until now because they can be better utilized. in the recuperators the still hot exhaust gases of this heater.
In fig. I and 2, there is shown schematically in a vertical longitudinal section and a horizontal longitudinal section a pushing furnace according to the present invention.
The pushing furnace is of the usual elongated shape. The blooms to be heated are pushed onto the rails a of the inlet end b. by a pusher, not shown, through the introduction furnace e to the hottest part c of the furnace, the furnace known as welding or core softening, where they are brought to the necessary rolling temperature, following which they leave the furnace through the extraction doors and are directed to the rolling mill.
The heating of the first relatively cold part of the pushing furnace, that is to say of the pushing furnace proper, is carried out by recovery. The recuperators are indicated at f, they are in communication by pipes g with burners h which are indicated in the furnace itself pushing e below the rails a. The burners may of course also be located above the rails a, either all or only a few of them. The exhaust gases from the furnace leave the latter passing through a well i arranged in the
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vuÜ; jn8gl: e: 5à;, nii. The inlet b of the furnace and they péll'vieIlüellL) by the flues k, in the recuperators f from where they are evacuated by the flues 1 in a chimney not shown .
In the recuperators, the preheating in a known manner, by the exhaust gases, of the combustion gas or of the air, or else both gas and air, These fluids
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absorbing heat are directed into the recuperators in a known manner which therefore has not been specially shown.
In this example, the regenerative heater in the hottest part of the furnace, the welding furnace, is executed in the following known manner. Only two chambers are provided for air heating.
The reheating of the cooled chamber n of the regenerator is carried out by means of a special flame, the production of which is alternately directed into each chamber via g pipes, while the necessary combustion air is taken from the hot air which leaves the other chamber to go to the hearth or into the oven, as shown in fig. . the arrows in solid line in the acendant well r.
Through the pipes' m, gas is introduced continuously into the oven, this gas forming with the main part of the hot air the flamrrte constantly directed in the same direction in the core softening oven c. The exhaust gases from this flame pass through the entire furnace and are preferably exhausted with the exhaust gases from the actual pushing furnace. to waste pickers f.
However, for this purpose it is necessary to. have available, for regenerative heating, a gas which does not need to be subjected to special reheating. When it is necessary to work with cold gases of lower value, the present invention allows the reheating of this gas for heating by regeneration in the recuperators, and this without any difficulty, because the switching of the gases in the heads burners are no longer required.
Figs. 3 and 4 represent this combination of the heating modes in the pushing furnace of FIGS. 1 and 2. A comparison of these two representations shows that according to FIGS. 3 and 4 only the pipes g leaving the recuperators f are extended by a quantity g1, so that the gaseous fluid
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heated by recovery, the gas for example, is introduced into the pipe m and into the furnace to give rise to the flame of the welding furnace c.
In order to further increase the capacity of the recuperators f, the exhaust gases, from the regeneration chambers n, can be introduced into the recuperators, which is however known in principle. In accordance with the present invention, however, the regeneration chambers n become significantly smaller than usual. The exhaust gases not yet sufficiently cooled after leaving these chambers are sent to the recuperators of the recuperative heating, in which the cooling takes place at low temperature in a more rational way than in the regenerators as shown in fig . 5 and 6.
The pushing oven shown in these figures differs from that of FIGS. 3 and 4 for example only by the fact that the regeneration chambers n are appreciably smaller and are placed in communication, by the flues s derived after the reciprocating valve o, with the recuperators f, so that the exhaust gases from the regeneration n are used the recuperators f.
The combination of the two heating modes still has the advantage that the furnace can continue to operate even when it happens that the iron recuperators are perforated by burns. They are then eliminated and the recovery heaters are operated with cold gases, which, however, decreases the throughput of the furnace, but not the rolling temperature which the regenerative heater maintains in all cases.