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installation de soufflante pour hauts fourneaux et exploitations analogues.
L'objet de la présente invention consiste en un perfectionne ment de l'installation de soufflante pour hauts fourneaux et dispositifs analogues, notamment pour ceux dans lesquels le vent insufflé dans le four est comprimé à une pression sensible *- supérieure à la pression atmosphérique. Dans les installations modernes de soufflage et de réchauffage de vent, on réalise une réduction notable des dimensions des réchauffeurs d? vent par le fait que les gaz de chauffage ou combustibles de ces réchauffeurs - tout comme dans les chaudières Velox bien connues- sont comprimés jusqu'à des surpressions relativement élevées, les chutes supplémentaires étant alors utilisées pour la commande de l'installation à l'aide d'une turbine à combustion.
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Une augmentation au multiple du coefficient de transmission thermique, que l'on obtient grâce à une plus grande densité et u- ne vitesse -plus élevée de gaz de chauffage,permet de réduire notablement les dimensions des réchauffeurs de vent. De même, du côté du vent, les coefficients de transmission thermique sont augmentés par la chute de pression supplémentaire et par les vitesses de passage accrues du vent insufflé; dans ce cas, l'ab- sorption de puissance plus élevée de l'installation de soufflante ou du' vent est couverte par la puissance de la turbine à combus- tion
D'autre part, on sait que la marche des nauts fourneaux devient notablement plus favorable lorsque le vent insufflé est débarrassé de l'humidité..
D'autre part, cette disposition permet ds réduire notaient la consommation de coke dans des proportions allant jusqu'à 20% pour l'assèchement de l'air, on emploie parfois à ce jour des dispositifs déshumidificateurs particuliers (fonctionnant par exemple avec le gel de silice), mais dont les frais élevés dépassent même ceux des récupérat@urs, cependant coûteux.
Selon l'invention, on peut réalisar, dans toutes les instal- lations de soufflante travaillant avec une pression de vent suffisamment élevée, un assèchement simultané de l'air à l'aida des moyens très simples décrits ci-après Selon l'invention, il s'avère utile, du point de vue de l'assèchement de l'air, d'élever, éventuellement intentionnellement, la faible pression du vent moyennant une compression supplémentaire et d'utiliser cette chute supplémentaire, après réchauffage du vent, dans u-ie turbine à air chaud fonctionnant au vent réchauffé, cepen- dant, il n'est pas exclu qu'il soit rationnel d'utiliser simulta- nement la pression accrue tant an ce qui concerne les gaz de chauffage que le vent, c'est-à-dire dans le cas d'une turbine à combustion et d'une turbine à air chaud.
Dans ce cas, la turbine à combustion alimentée en gaz de chauffage permet d'éle-
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ver économiquement les coefficients de transmission thermique côté gaz de Chauffage, tandis que la turbine à air chaud alimentée en vent réchauffé élève de même les coefficients de transmission thermique côté vent. Or, selon l'invention, la compression accrue du vent, nécessaire pour la turbine à air chaud, permet en outre un assèchement rationnel du vent, sans qu'il soit nécessaire de construire des installations d'assè- chement particulièrement coûteuses.
Le principe de l'invention réside en ce que le vent, après avoir été comprimé, est d'a- bord refroidi au-dessous du point de rosée qui correspond à sa pression, ce qui permet de séparer l'humidité atmosphérique condensée, après quoi seulement on conduit le réchauffage d'une manière connue en soi. Le frigorigène est constitué ici soit par l'air, soit, plus avantageusement, par l'eau de refroidisse ment. La température de rosée de l'air humide est élevée par la compression de celui-ci. Donc, le refroidissement de l'air comprimé offre la possibilité de refroidir cet air par l'eau jusqu' à une température sensiblement inférieure au point de rosée et de l'assécher, de cette manière.
Ce mode d'assèche- ment est notamment avantageux lorsque la pression accrue re- quise du vent est déjà directement disponible, ou lorsque l'on a.la possibilité de réaliser cette pression accrue rationnel- lement en faisant entraîner le compresseur par une turbine à air chaud. On sait que le rendement thermodynamique d'une telle turbine augmente, avec le rapport de compression, ce qui s'avère avantageux du point de vue d'assèchement.
Pour cette raison, il est avantageux d'installer une turbine à air chaud en aval du compresseur, laquelle est alimentée par l'air asséché, c' est-à-dire d'abord comprimé et refroidi et ensuite seulement réchauffé, vu que l'on réalise ainsi une installation d'assèchement qui, non seulement n'absorbe aucune énergie mécanique pour son fonc-
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tionnement, mais au contraire produit une telle énergie, et dans laquelle le récnauffage à l'air nécessite des dispositifs échangeurs de chalaur aux dimensions sensiblement plus réduites.
Cet air comprimé peut être asséché directement par un dispositif de ruissellement, vu que l'humidité de l'air ainsi brusquement refroidi se dépose sur les gouttes d'eau de ruisselle- ment et peut ainsi être évacuée avec ces gouttes après la chute de celles-ci. Ce mode de refroidissement et d'assèchement est très avantageux, vu qu'il conduit à des réfrigérateurs à ruissellement très simples pour le vent comprimé. De toutes façons, il est nécessaire de prévoir en aval de ces réfrigérateurs, des séparateurs du brouillard resté dans l'air.
L'abaissement de la température du vent à la fin de sa compression supplémentaire peut être également réalisée par la réfrigération du vent entre les difrérents étages de compression, ce qui, comme on le sait, réduit en même temps la puissance absor- bée par le compresseur. Le refroidissement intermédiaire du vent pour hauts fourneaux n'a pas été appliqué à ce jour pour la raison que les installations précitées étaient prévues pour ue réchauffage rationnel du vent, de sorte que l'installation du dispositif visant le refroidissement du vent paraissait non indiquée. Ceci également pour la raison que l'on ne disposait pas de l'énergie dont la production est envisagée à l'aide de la turbine à combustion, conformément à l'invention.
Toutefois, lorsque, selon l'invention, on combine le réchauff ge rationnel du vent avec un séchage rationnel, le refroidisse- ment intermédiaire de l'air comprimé a utilement pour effet, non seu-lement de réduire la puissance absorbée par le compresseur, mais aussi la consommation d'eau ce refroidissement.
Les figs. 1 et des dessins annexés montrent des exemples d'exécution de l'installation selon l'invention. La fig. 1 montre le schéma de cette installation. La fig. 2 représente la même installation d'une manière plus détaillée.
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Dans la fig. 1, le chiffre 1 désigne le moteur de démarrage de 1 installation, qui peut servir comme machine de compensation pen- dant la marche de l'installation, c'est-à-dire qu'il fonctionne, suivant la puissance instantanée de la turbine 9, soit comme moteur, soit comme génératrice. Le compresseur comprime le vent à une pression supérieure à la pression de soufflage, cet air étant refroid par le réfrigérateur 3, soit uniquement à la fin de la compression, soit déjà en partie entre les étages de compression. Ce réfrigérâtes peut être réalisé avantageusement couina réfrigérateur direct à ruissellement, auquel l'eau de refroidissement sous pression arrive par la conduite 7.
Cette eau est évacuée ensuite par la conduite 7' ensemble avec l'eau condensée depuis l'air. En aval du réfrigérateur est prévu un séparateur de brouillard 4, où le brouillard est séparé de l'air, éventuellement au moyen d'un courant d'air tourbillonnant, et avec des vitesses de passage réduites, pour arriver dans le collecteur 5. L'air ainsi comprimé, refroidi et asséché est ensuite introduit en premier lieu dans le dispositif connu pour le réchauffage du vent, établi soit co me récupérateur (deux cowpers 6 et 6') ou bien plus avantageusement comme rschauffeur de vent métallique.
Dans les réchauffeurs ô , 6', l'air se réchauffe sous l'action des gaz de chauffage 8, 8' introduits sous une faible pression ou sous une pression élevée (turbine à combustion), cet air étant porté à une température admissible dans la turbine à air chaud 9. Dans cette dernière, l'air réchauffé se uétend jusqu'à la pression requise et est introduit ainsi dans la ceinture porte- vent 11 du fourneau 10.
Dans la fig. , les détails qui ont été représentés dans la fig. 1 sont désignés par les références correspondantes. Donc, 1 désigne le moteur de démarrage qui fonctionne pendant la marche de l'installation co me machine de compensation. L'accouplement 12 relie l'arbre de ce moteur à l'arbre du turbocompresseur , dont l'arbre est relié par l'accouplement 13 à l'arbre de la turbine 9.
Le turbocompresseur 2 aspire par le filtre 14 et la conduite 15 l'air
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atmosphérique à la température to à la pression po et d'un degré d'humidité naturel. ici l'air est comprimé à la pression pi, sensiblement plus élevée que la pression de soufflage nécessaire à la marche du fourneau. Lors de cotte compression, l'air s'échaurre à la température t1 Conformément à l'invention, l'air pénètre dans cet état par la conduite 16 dans le réfrigérateur à ruissellement 3 combiné avec le séparateur de brouillard 4. Ce réfrigérateur ast constitué par un vase cylindrique 30, les coquilles 31 et 53, un système de tubes distributeurs oblongues et transversaux 34, las tubes verticaux 35 et plusieurs aju-tages 36.
L'eau de refroidissement sous pression arrive par la conduite 7 e la soupape de réglage 33 Cette eau est projetée par les ajutages 36 dans une direction opposée à celle du courant d'air, de sorte que, conformément à l'invention, ce dernier se refroidit brusquement et le brouillard formé par l'humidité de l'air par suite de ces refroidissements brusques se condense sur les gouttes d'eau.
L'eau de refroidissement, ensemble avec l'eau. ainsi condensée (et l'eau recueillie dans le séparateur de brouillard 4) s'accumule dans la partie inférieure 37 de l'enve- loppe du réfrigérateur 3 et est évacuée par la soupape 5 (établie avantageusement sous la forme d'une soupape automatique à flotteur) vers la conduite 7 Le brouillard résiduel qui est encore entraîné par l'air est recueilli dans le séparateur de brouillard 4 constitué par plusieurs chicanes convenablement profilées qui obligent l'air à changer brusquement de direction à plusieurs reprises, et où les gouttelettes de brouillard entraînées par l'air se déposent sur les chicanes, le long desquelles elles s'écoulent jusqu'à,
la partie inférieure 37 du vase 30. L'air ainsi refroidi à la température ta et asséché se dirige par la conduite 17 vers le réchauffeur métallique à contre-courants 3, dans lequel il est réchauffé par les gaz de chauffage entrant par la conduite 8 et sortant par la conduite 8'. Ce réchauffeur est calculé de telle manière que l'air
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y est réchauffé à la température te admissible dans la turbine @ 9.
Si l'on négligé les pertes de pression dans le réfrigéra- teur 3. dans le réchauffeur 6 et dans les canalisations, l'air à la pression pi et à la température t3 arrive par la conduite 19 dans la turbine à air, dans laquelle il se détend jusqu'à la pression p2 qui, sous réserve de pertes dans les canalisatio@@@ et dans les réchauffeurs 22 22' est égale à la pression de soufflage requise pour le fourneau 10.
La valeur de l'énergie thermique fournie par le réchauffeur 6 à l'air asséché sera généralement telle que la puissance fournie par la turbine à air 9 sera plus grande que la puissance absorbée par le compres- seur 2, de sorte que le moteur électrique fonctionnera comme génératrice, Par suite de la détente dans la turbine 3, l'air : rerroidit à la température t4 Il se dirige ensuite par la conduite 20 et le distributeur 21 vers un des réchauffeurs de vent 22, 22' que l'on considère dans le présent exemple cornue étant des cowpers déjà existants.
Dans ces cowpers, le vent est réchauffé par des gaz de chauffage entrant par la conduite 23 et sortant par la conduite 24 .ainsi, l'air est porté à une température élevée t5 à laquelle il pénètre sous la pression p2 par la ceinture porte-vent 11, dans le fourneau 10. L'exemple décrit ici démontre donc que l'invention permet d'établir d'une manière très simple une installation de souf- flante qui fournit au four un air à la fois réchauffé et assé- ché, cette installation permettant de tirer partie directement et sans éléments supplémentaires,
des réchauffeurs de vent métalliques qui travaillent à des pressions et des vitesses plus élevées. Les az de chauffage qui partent par la conduite 8' sont amenés à la turbine à combustion de la manière connue en soi.
Les divers éléments de l'installation décrite ici peuvent cependant, selon l'opportunité, être remplacés par d'autres dispositifs ayant essentiellement le même effet, sans que le
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principe de l'invention s'en trouve modifié, ainsi, le moteur électrique 1 par exemple peut être remplacé par une autre machine motrice. Le compresseur ± peut être réalisé comme compresseur alternatif ou à pistons rotatifs (roots) ou suivant un autre système quelconque.
Le turbine 9 peut être remplacée par ex. par un moteur à air à pistons alternatifs ou à pistons rotatifs, Ce moteur ne doit pas être nécessairement accouplé mécanique aient au compresseur par l'accouplement 13 pais peut commander par ex. une génératrice électrique par l'intermédiaire de laquelle il restitue sa puissance indirectement au moteur 1.
Le réfrigérateur 3 peut aussi être réalisé comme réfrigérateur à surface, par ex., tandis que le séparateur de brouillard 4 peut être remplace par un séparateur de brouillard à cyclone ou par un autre système. Les appareils à réchauffer le vont a et 22 peuvent être à récupération ou de construction métallique. ou de tout autre système et peuvent être chauffés autrement que par les gaz de chauffage. Finalement, le dispositif récepteur de l'air insufflé peut être non pas un haut fourneau, .jais un four d'un autre type ou tout autre dispositif (par ex. dans l'industrie chimique) qui nécessite de l'air insufflé et où il est avantageux que cet air soit asséché et éventuellement rêchau" fé REVENDICATIONS.
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