BE498231A

BE498231A -

Info

Publication number: BE498231A
Authority: BE

Description

PROCEDE ET FOUR DE CHAUFFAGE DES MATERIAUX EN VRACo
L'invention concerne un procédé de chauffage électrique direct de matériaux en vrac entre deux électrodes superposées avec du courant con- tinu ou alternatif monophasé, les maté'iaux en vrac pouvant aussi partici- per à des réactions, chimiques ou ne servir seulement qu'à dégager ou à transmettre la- chaleur.

Ce procédé permet d'exécuter par exemple les opéra- tions suivantes: cokéfaction de-la houille,- chauffage des- gaz,extraction des métaux des- minerais, fusion et chloration des métaux, production du gaz à l'eau, de l'acide- suif hydrique, du phosphore, du carbure de calcium etc-o
Les procédés et fours de chauffage direct des matériaux en vrac actuellement-en usage et répandus se caractérisent en ce que les portions des électrodes qui transmettent le courant aux matériaux en vrac prennent une température très élevée et par suite subissent une usure considérable.

Il résulte- de cette usure que les électrodes doivent être poussées- en-avant aussi régulièrement que possible. On a constaté de plus qu'il est pratique- ment impossible de faire pénétrer se? éleetrodes mobiles- dans le four d'une manière- étanche- au passage- de-s gaz. La consommation des- électrodes et la com- plication de leur dispositif de réglage et d'avancement font notablement aug- menter le prix de revient des produits du four. Un four complètement étanche au passage des gaz est très avantageux et même parfois nécessaire pour un grand nombre d'opérations.

Diverses solutions ont déjà été préconisées pour remédier à ces inconvénients. Par exemple- une forme de construction connue consiste à re- froidir à l'intérieur par circulation- d'un fluide de- refroidissement des- é-- lectrodes supérieures cylindriques,- disposées verticalement. Mais cette so- lution à l'inconvénient d'obliger-, pour alimenter uniformément en- courant une section considérable- de matériaux en vrac, de disposer des électrodes très grosses ou un très grand nombre de ces électrodes en même temps. Il en résulte qu'on bloque ainsi une grande partie du volume du four et que lés longues surfaces cylindriques de ces, électrodes absorbent des notables quan- tités de chaleur du four.

Cette solution convient en outre très mal aux fours -fermés en haut, étant donné que le passage des-électrodes par la voû- te du four,surtout si elle sont nombreuses, est très difficile à rendre é- tanche

Une autre forme de construction se caractérise en ce que l'é- lectrode supérieure a la forme d'un cadre et peut être refroidie. Ce four est facile à rendre étanche au passage des gaz par des moyens simples et l'électrode dure longtemps.. Mais il arrive souvent que la répartition du courant n'y soit pas favorable non plus.

Lorsque le diamètre du four at- teint une certaine valeur, il arrive que le courant ne passe pas soit au centre, soit dans une zone périphérique trop étendue.. De plus, lorsqu'ain- si qu'il arrive souvent dans la pratique, le tas de matériaux en vrac est irrégulier, il s'établit des trajets de passage du courant complètement uni- latéraux, c'est-à-dire que le courant ne passe, par exemple, que sous forme de nappe étroite d'un côté du cadre. Il en résulte que le rendement du four devient évidemment plus mauvais. En outre, les réparations et révisions de cette électrode en forme de cadre sont difficiles à exécuter et donnent lieu à des dépenses élevées, car elle doit être le plus souvent sortie du four par le haut après avoir détruit la voûte du four. Elle ne convient tout au plus qu'aux fours relativement étroits et hauts.

Or, l'invention consiste à transmettre le courant électrique à la partie supérieure du tas de matériaux en vrac par au moins un corps creux en forme de barre horizontale, refroidi à l'intérieur. Plusieurs de ces corps creux peuvent être combinés d'une manière quelconque sous forme de treillis ou de grille. Cette forme de construction de l'électrode supé- rieure présente des avantages importants par rapport aux formes de construc- tion connues..

En combinant ces corps creux d'une manière appropriée, on peut alimenter en courant toutes les sections du tas à peu près uniformé- ment, sans empêcher de ce fait les matériaux en vrac de s'ébouler. De plus, les corps creux peuvent être fixés par exemple latéralement dans la paroi du four, de façon à pouvoir les en faire sortir très rapidement en cas d'ur- gence, sans qu'il soit nécessaire de vider le four à cet effets En outre, il est possible en introduisant les divers corps creux isolés l'un par rap- port à l'autre dans le tas de matériaux, de les mettre à volonté en circuit et hors circuit et de régler ainsi la résistance du four et la répartition du courante Les corps creux peuvent encore être montés mobiles dans le sens longitudinal,

ce qui permet également de faire varier la résistance du four et la répartition du courant. Si les corps creux sont suspendus dans la voû- te du four, on peut aussi les monter mobiles dans le sens vertical.

Il est avantageux de monter l'électrode supérieure dans une por- tion de section réduite de la cuve du four. Il en résulte que non seulement on simplifie ainsi le dispositif de support des électrodes, mais encore qu'on fait passer le courant électrique à une distance suffisante des parois laté- rales du four et qu'on évite de les endommager. Ces portions de section ré- duite de la cuve du four-sont connues.

Les corps creux peuvent avoir une section quelconque, par exem- ple circulaire, polygonale, étroite et haute, ou large et moins haute, etc.

' Mais étant donné qu'ils ont principalement pour but de transmettre le cou- rant électrique aux matériaux en vrac avec une résistance aussi faible que possible, sans gêner le mouvement des matériaux, des gaz et des liquides dans le four, on leur donne de. préférence une section étroite et on les pose sur le champ. Un corps creux peut aussi se-composer par exemple de plusieurs tuyaux ou consister dans une pièce moulée comportant des- cavités appropriées.

Le fluide de refroidissement peut être par exemple de-l'eau mise sous pres- sion pour produire de la vapeur à haute pression.

L'électrode inférieure peut avoir une forme quelconque connue.

Deux exemples du procédé suivant l'invention et de la forme de construction d'un four convenant à son application sont donnés si-après
Exemple 1 Le four destiné à la production de gaz à l'eau est construit de préférence sous la forme représentée en coupe verticale sur la figure 1 et en coupe transversale suivant la ligne A-A de la figure 1 sur la figure 2. Il consiste dans une cuve 1 en maçonnerie recouverte d'une envelop- pe en tôle 2.Trois corps creux 4 qui forment ensemble l'électrode supérieu- re reposent sur une portion de section réduite 3 également en maçonnerie.

Les corps creux consistent chacun en quatre tuyaux en fer superposés, dans lesquels on fait arriver par une tubulure 5 de l'eau de refroidissement qui en sort par une tubulure 6. Les trois corps- creux sont connectés à la même tension électrique. Ils sont isolés entre- eux à leur entrée dans le four et peuvent être mis en circuit ou hors circuit séparément avec le conducteur d'arrivée du courant au moyen de commutateurs 8 de façon à régler la répar- tition du courant et la résistance du four. De plus, ils sont montés de fa- çon à les rendre faciles à sortir du four dans la direction de l'arrivée du courant pour les examiner ou les réparer. L'électrode inférieure 9 consiste en une plaque de fer posée sur le fond de la cuve du four.

Un orifice 10 sert à introduire le charbon ou le coke. Une tubulure 11 fait arriver dans le four de- la vapeur /:Peau qui s'échauffe dans le tas de charbon 12 et se transforme en gaz- à le eau qui sort du four par un tuyau 13. Un orifice 14 sert à faire sortir le mâchefer et à vider le four.

La figure 3 représente une autre disposition des corps creux 4.

Ceux-ci sont montés radialement et mobiles, de façon à pouvoir les pousser horizontalement sous tension dans leur sens longitudinal et- régler ainsi d'une manière continue la répartition du courant et la résistance du four.

Les autres éléments du four- sont semblables à ceux de la figure 1.

Exemple 2 : L" four convenant à l'extraction des métaux des mi- nerais oxygénés par réduction par le charbon est construit sous la forme re- présentée en coupe verticale sur la figure 4 et en soupe transversale sui- vant la ligne BB de la figure 4 sur la figure 5.Il consister comme précédem- ment en une cuve 1 en maçonnerie recouverte d'une enveloppe en tôle 2. L'é- lectrode supérieure 3 se compose de corps creux en acier moulé en forme de barres horizontales formant une grille. Le conducteur d'arrivée du courant 4 sert en même-temps de support de l'électrode, dont le poids est supporté par la voûte du four.

L'eau de refroidissement arriva par une tubulure 5 et protège contre- la surchauffe le conducteur d'arrivés du courant 4 et les- corps creux 3.Elle sort par une tubulure 6.Un conducteur 7 est connecté à un transformateur.

Le fond de la cuve du four 8 est garni d'une masse de charbon damée et sert en même temps d'électrode inférieure. Le charbon et le mine- rai sont introduits, par un orifice 9. Le trou de coulée du métal liquide et du laitier est- désigné par 11. Les gaz brûlés sortent du four par un tuyau 12.

Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes d'e- xécution représentés et décrits qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple.

Claims

REVENDICATIONS.. la Procédé de chauffage électrique direct de matériaux en vrac avec emploi de deux électrodes superposées faisant arriver le courant électri- que, caractérisé en ce que le courant électrique est transmis aux matériaux en vrac par au moins- un corps creux- en forme de barre horizontale, refroidi à l'intérieur; 20- Procédé diaprés la revendication 1, caractérisé en ce que des réactions chimiques s'accomplissent dans les matériaux en vrac; 3.- Procédé diaprés la revendication 1, caractérisé en ce que des gaz traversent les matériaux en vrac à haute température et s'y échauffent;

4.- Un. four électrique pour Inapplication du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la portion de l'électrode supérieure qui transmet le courant est formée par- au moins un corps creux en forme de barre horizontale refroidie à l'inté'ieur; 5.- Four électrique suivant la revendication 4, caractérise en ce que la portion de l'électrode supérieure transmettant le courant est for- mée par plusieurs corps creux parallèles entre eux;

6.- Four électrique suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la portion de l'électrode supérieure transmettant le courant se com- pose de plusieurs-corps creux dirigés dans le sens radiale <Desc/Clms Page number 4> 7e- Four électrique suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la portion de l'électrode supérieure transmettant le courant est for- mée par des corps creux disposés sous forme de grille; 8.- Four électrique suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'un des corps creux au moins est isolé électriquement des autres à son entrée dans le four et peut être mis en circuit et hors circuit séparément;

9.- Four électrique suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'un des corps creux au moins est monté de façon à pouvoir être poussé dans le sens longitudinal; 10. - Four électrique suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'un des corps creux au moins est monté de fagon à pouvoir être poussé dans le sens vertical; 11.- Four électrique suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le courant arrive à la partie supérieure en traversant la voûte du four; 12. - Four électrique suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le courant arrive latéralement en traversant la paroi du four; 13.- Four électrique suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'électrode supérieure est portée par les parois latérales du four;

14.- Four électrique suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'électrode supérieure est suspendue à la voûte du four; 15.- Four électrique suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les portions de l'électrode supérieure qui transmettent le courant re- posent sur une portion de section réduite de la cuve du four. en annexe 2 dessins :