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Four à sole chauffé avec régénération, en particulier
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----------------------------------------------------- four Siemens-Martin.
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Les fours Siemens-Martin comportant une chambre de combus- tion préalable se rétrécissant vers la chambredu four et s'élargissant ensuite de nouveau, sont connus sous le nom de fours venturi. La notion "Venturi" caractérise ici une forme de tuyère réalisée dans le tube de Venturi, développée à partir d'une adaptation très poussée aux processus d'écoulement, et dans laquelle malgré l'étranglement il ne se présente aucune perte notable de pression dans le fluide en écoulement. Le rétrécissement entre la chambre de compression préalable et la partie s'y raccordant de la chambre du four dans le four Venturi, correspond au rétrécissement dans le tube de Venturi.
Ce rétrécissement est conservé également dans le four Siemens-Martin suivant la présente invention d'une manière fondamentale. On a toutefois observé en fonctionnement que l'on doit abandonner les formes de Venturi, appropriées de
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la manière usuelle aux lois de l'écoulement, dans les fours à sole chauffés avec régénération, pour parvenir à des résultats de fonctionnement particulièrement favorables, et avant tout à des puissances de fusion élevées, pour la réalisation de cette constatation, la présente invention prescrit une conformation du four Siemens-Martin que l'on n'a pas osé réaliser jusqu'à présent.
Dans le four suivant la présente invention, le carneau de gaz est enveloppé vers le haut et sur les deux côtés par le carneau d'air et il est d'une importance décisive que le rétrécissement de Venturi ait une forme bien nette, ce qui s'exprime suivant la présente invention par la condition que l'ouverture de rétrécissement doit avoir, aussi bien pour ce qui concerne sa hauteur que pour ce qui concerne sa section transversale, des relations bien déterminées par rapport aux ouvertures de sortie de gaz et d'air dans la chambre de combustion préalable.
Le dessin représente la partie d'un four Siemens- artin à laquelle se rapporte l'invention.
La fig. 1 est une coupe longitudinale verticale par la tête du four suivant la ligne c-c de la fig. 2.
La fig. 2 est une coupe longitudinale horizontale dansla tête du four suivant la ligne b-b de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe transversale suivant la ligne a-a de la fig. 1 (c'est à dire à l'endroit où les sections des ouvertures de sortie de gaz et d'air doivent être mesurées).
La fig. 4 est une coupe partielle par la ligne d-d de la fig. 1 c'est à dire par l'ouverture de rétrécissement.
On a désigné par 1 le rétrécissement entre la chambre 2 de combustion préalable et la partie s'y raccordant de la chambre 3 du four. La ligne de délimitation inférieure de l'ouverture de rétrécissement 1 ¯est le prolongement de la sole
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du carneau de gaz. 5 est l'ouverture de sortie du carneau de gaz 7, ayant la hauteur h5' et h6 est la hauteur du carneau d'air 8 au-dessus du milieu du carneau de gaz, tandis que 6 représente la section du carneau d'air qui résulte de la coupe a-a suivant la fig. 3.
Pour la production d'un passage des flammes ou du gaz le plus favorable pour les puissances de fusion optima, la hauteur h1 de l'ouverture d'étranglement 1 (voir fig. 4) doit être approximativement également aux 3/4 de la somme des hauteurs h5 de l'ouverture 5 de sortie de gaz (voir fig. 3) et h6 de la partie, située au-dessus.de celle-ci, de l'ouverture de sortie d'air 6 (voir fig. 3), et la section transversale de l'ouverture de sortie des gaz 5 doit valoir environ 1/8 à 1/12, de préférence 1/10, de celle de l'ouverture totale 6 de.sortie d'air tandis que la section transversale de cette dernière est 1,8 à 2,2 de préférence 2,0 fois aussi grande que celle de l'ouverture de rétrécissement 1. L'ouverture de sortie d'air 6 est alors délimitée vers le bas par les deux ponts 9 et par la maçonnerie voûtée de l'ouverture 5 de sortie d'air.
Les sections 1,5 et 6 à comparer sont rendues caractéristiques par un pointillé (fig. 3 et 4).
Particulièrement importante pour le bon fonctionnement du four est la conformation de la transition latérale des carneaux d'air au rétrécissement. Ici également on a découvert qu'un angle brusque des surfaces de guidage conduit aux meilleurs résultats et en conséquence la paroi extérieure de délimitation 10 des carneaux d'air doit être placée en retrait de façon aussi brusque que possible par rapport au rétrécissement, de sorte que l'air arrivant subit un fort effet de choc et que l'on peut en quelque sorte parler d'une introduction latérale de cette partie de l'air dans le courant de gaz.
L'angle désigné par 0( à la fig. 2 doit valoir, suivant la
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présente invention, de 35 à 55 , et de préférence 45 .
Pour améliorer encore en combinaison avec les mesures décrites le passage des flammes et pour donner au gaz et à l'air, avant leur entrée dans la chambre de four, encore mieux l'occasion de se mélanger, il est avantageux de donner au ré- trécissement non pas une forme à arête vive mais de le confor- mer comme une partie intermédiaire s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal du four, avec une section restant constante. Il suffit déjà dans beaucoup de cas à cet effet d'une longueur de 0,20 m, tandis que dans d'autres cas, 0,50 à 1,00 ni peuvent être nécessaires pour la partie intermédiaire.
L'ouverture d'étranglementsera étroite suivantla présente invention. Ceci a pour conséquence que le rétrécissement lui-même et la partie qui s'y raccorde de la chambre du four sontfortement frappés par les gaz du four, partant du côté correspondant du four, et sont soumis par conséquent à une forte usure par fusion et scarification. La conservation de ces parties sous leur forme originelle est toutefois particulièrement importante pour le fonctionnement du four.
Pour cette raison la présente invention prescrit encore de dresser obliquement les parois latérales 12 de l'ouverture de rétrécissement elle-même (voir fig. 4), ainsi que les parois latérales 13 de la partie adjacente de la chambre du four, et cela avec une inclinaison qui correspond approxi- raativement à l'angle de talus de la matière de réparation' réfractaire déversée contre ces parois.
Pour rendre accessibles en vue des réparations les pa rois latérales, il estparticulièrement avantageux, dans beaucoup de cas, de prévoir dans la paroi latérale du four par exemple en 14 une porte et/ou une ouverture pouvant être obturée dans la voûte au-dessus des parties 12 et 13 de la paroi latérale.