<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention concerne un récupérateur placé sur le parcours des fumées d'un cubilot et destiné à réchauffer le vent à une température de l'ordre de .00 ..
Les récupérateurs utilisant la chaleur sensible et la chaleur latente des gaz de cubilot pour réchauffer le vent, peuvent se classer en deux catégories: - les récupérateurs à faisceaux de tubes, - les récupérateurs à double virole.
<Desc/Clms Page number 2>
Les premiers permettent d'obtenir, grâce à la. grande surface de chauffe offerte par les tubes, un rendement thermique élevé; mais ils ont le gros inconvénient de s'encrasser rapidement, ce qui entraine une main d'oeuvre ou des dispositifs coûteux de décrassage.
Les seconds ont en rendement thermique plus faible, mais s'encrassent beaucoup moins et sont d'ailleurs très faciles à decras- ser; ils ont de plus l'avantage d'être d'une construction plus simple et moins coûteuse.
Or, un calcul très simple montre que, pour chauffer le vent à 4000, il n'est pas nécessaire de faire appel à un'récupérateur ayant un rendement thermique très élevé.
Le bilan thermique simplifié d'un cubilot à vent @@@d froid est sensiblement le suivant: - chaleur utilisée pour la fusion et la. surchauffe de la fonte 35%, - chaleur perdue par le laitier et les parois 15%, chaleu8r sensible et latente perdue par les gaz 50%.
Si on chauffe le vent à 4000, on augmente le rende- ment du cubilot qui passe de 35 à 50%, en récupérant 15% de la: cha,leur totale mise en jeu, soit seulement 30% de la chaleur des gaz.
Avec un récupérateur de la première catégorie, ayant un rendement de l'ordre de 60%, on ne peut utiliser tous les gaz sans risquer des surchauffes du récupérateur; on ne fait alors qu'un prélè- vement partiel des gaz, le reste étant perdu à la cheminée du cubilot.
Au contraire, avec un récupérateur de la deuxième catégorie, ayant un rendement de l'ordre de305, on peut utiliser tout le débit de gaz du cubilot sans risque de surchauffe et ceci au prix d'une installation beaucoup plus simple.
La présente invention a pour objet un récupérateur à double virole caractérisé par le fait qu'il est disposé adns le cubilot lui-même au dessus du gueulard de chargement et qu'un opercule
<Desc/Clms Page number 3>
réglable est disposé à sa partie supérieure; pour régler le tirage.
Un brûleur auxiliaire peut être placé à la base de la chambre de combustion du récupérateur, ce qui permet d'enflammer l'oxyde de carbone contenu dans les gaz du cubilot.
Le fa t que le récupérateur est disposé dans le cubilot, présente, entre autres avantages, celui de supprimer le problème du prélèvement des gaz et du raccordement du cubilot au récupérateur.
Cette disposition s'applique particulièrement bien aux petits cubilots de 800 mm de diamètre au moins, effectuant des fu- sions discontinues de faible durée, c'est-à-dire qu'elle est l'échelle de beaucoup de fonderies.
D'autre part, il y a lieu de régler le tirage dans le récupérateur, compte tenu de la. possibilité pour l'air d'entrer dans le récupérateur par l'orifice de chargement du gueulard. Ceci pourrait être effectué en réglant le passage de l'air à cet orifice de chargement. Cette disposition ne donne donc pas entièrement satisfaction car elle ne permet pas de régler le tirage au¯tant que cela peut âtre nécessaire.
En effet, par suite des facteurs influant sur le tirage naturel, une dépression difficile à régler par l'admission d'air règne toujours à la. base de la chambre de combustion du récupérateur et il est alors pratiquement impos- sible du fait des variations des conditions de marche du cubilot, de remédier soit à un emballement du récupérateur, soit à un refroidissement excessif des gaz ne permettant plus leur allumage. On évite ces inconvénients, en réglant la dépression,selon l'invention, en agissant sur la section de sortie du récupérateur, la section d'entrée étant fixée une fois pour toutes.
Le réglage du tirage par un opercule obturant plus ou moins l'orifice de sortie du récupérateur, peut être effectué beau- coup plus facilement et de manière beaucoup plus simple que par varia- tions de section de l'admission d'air. Si l'orifice est complètement
<Desc/Clms Page number 4>
obturé, le tirage est nul; inverseront en découvrent suffisamment l'orifice, le tirage est assez élevé pour permettre le fonctionnement du
EMI4.1
brûleur et l'allumrge des gaz.
En outre, le problème de'l'etanchéite de l'orifice de : ch,TgblU6nt du gueulard ne se pose pas; au contraire, on doit ménager uns -certains-section de pa.ssige d'air, sans aller toutefois jusqu'au dégage- ':ment.-.c-omp-1et'.'.du gueulild. Par exemple, vec un .chargement par skip, la goulotte 'de:è.rgement ne 4bra obturée que parr'un volet pivotant, laissant un esprce libre à sa partie- ï-Mérieùre pour ll'fl-B)iration de l'air du combustion On a décrit ci-c.près, à titre d f exemple non limita- tif,,-un mode de réalisation du récupérateur selon l'inve,-it..oh a,vec réfé- rence à la figure unique du dessin annexé qui est une vue en coupe de ce récupérateur,
Tel qu'il est représenté au dessin, le récupérateur est placé dans le cubilot 1 au-dessus du gueulard 2.
Il est constitué de deux viroles en tôle d'acier concentriques : une virole interne 3 formant chambre de combustion et de récupération 4 des gaz du cubilot, une virole externe 5 ménageant autour de la virole 3 un espace annulaire 6 de faible épaisseur dans lequel circule l'air à réchauffer.
L'une des deux viroles peut être constituée par le prolongement de la'carcasse 1 du cubilot lui-môme.
L'espace annulaire 6 existant entre les deux viroles est cloisonné, soit par des ailettes verticales 7 soudées sur la virole
EMI4.2
interne, soit p:r des ondul.tions de la tôle constituant cette virole interne.
L'arrivée et la. sortie d'air se font tangentiellemcnt dans deux boîtes étanches en forme de tore 8 et 9 prévues aux deux extré- mités du récupérateur. La boite 8 est reliée par une conduite 10 à une
EMI4.3
souff12.-!te 11; de son r,8-të, la boite 9 est reliée à la base Eu cubilot 1 par une conduite verticale 12 sur laquelle est disposé un joint de dila- tation 13.
<Desc/Clms Page number 5>
Un joint de dilatation 14 est prévu sur la virole externe
5 pour permettre à l'ensemble étanche des deux viroles et des deux boites à air de se dilater librement s@ms déformation.
Le circulation des fluides dans le récupérateur se fait dans le mêmes sens, de bas en haut, comme indiqué par les flèches.
La virole. externe 5 et le conduit d'air chaud 12 sont calorifuges, comme indiqué en 15.
. un brûleur auxiliaire à propane ou à mazout 16, placé à la base de la chambre de combustion' 4 permet l'inflammation de l'oxyde' de'carbone contenu dans lesgaz du cubilot.
Le gueulf.rd de chargement 2 peut êtreéventuellement obturé par une porte 17.
Enfin, un opercule réglable, commandé par un disposi- tif manuel ou automatiques, en fonction de la température du vent, permet de régler la dépression dans la chambre de combustion 4 de façon que l'as- piration d'air par le gueulard 2 se fasse dans la proportion convenable permettant une combustion complète des gaz, mais sans excès d'air important.
Dans le mode de réalisation représenté, cet opercule est constitué par une soupape 19 qui est articulée'sur un levier 20, Celui-ci est monté pivotant en 21 sur le récupérateur et est relié par une tr;i,ns- mission de commande 22 à 'un dispositif de réglage. Ce dispositif peut être manuel ou bien actionné, par l'intermédiaire d' un thermostat, en fonction de la température du vent,
La soupape 19 permet de régler la dépression dans la chambre de combustion du récupérateur de façon que l'aspiration d'air par le gueulard 2 se fasse dans la proportion convenable permettant une combustion complète des gaz. Si la. température du vent dépasse la valeur convenable, on y remédie, soit par défaut d'air, soit par excès d'air.
Dans la première hypothèse (cas d'un gueulard relative- ment étanche), la soupape est fermée 'davantage, ce qui a pour effet de
<Desc/Clms Page number 6>
diminuer la dépression, donc l'entrée d'rir par le gueulard. La tempéra- turc des gaz de combustion s'abaisse car ceux-ci ne sont pas complètement brûlés.
Dans la de xième hypothèse (casd'un gueulrrd peu étanche), la. soupape est ouverte davantage, ce qui a pour effet d'augmenter la dépression donc l'entrée d'a.r au gueul,,.rd. La teppérature es gaz de combustion s'abaisse cer ceux-ci, bien que complètement brûlés, sont dilués par de l'excès d'air.
La température du vent trnt sous la. dépendance de celle régnant dans la chambre de combustion du récupérateur, on peut ainsi régler le tirage pour obtenir la température du vent recherchée.
Une des caractéristiques de fonctionnement très intéres- sante du récupérateur qui vient d'être décrite est sa faible inertie ther- mique, ce qui lui permet de se mettre en température très rapidement pen- dant la période de préchauffage de la sole.
En procédant à l'allumage du cubilot, on allume en même temps le brûleur à propane 11, qui cmmmence à préchauffer le récupé- rateur .
Quand les gaz s'échappant au gueulard contiennent assez d'oxyde de carbone, ils s'enflamment; la montas en température du récupérateur est alors beaucoup plus rapide. la température de l'air chaud mesurée sur le conduit de sortie 12 atteint 4000 en une demi-heure envirgn.
Le cub.lot est alors prêt à fonctionner normalement avec du vent chaud à 4000 et les charges peuvent être enfournées.
Pour mainte @ir la température à 400 , ou à une autre valeur déterminee, pendant toute la durée de la fusion, il suffit de ré- gler la position de la soupapge 19, qui conditionne l'aspiration d'air frais au gueulard par effet de dépression, et p@r suite les températures dans la ch;mbre de combustion de l'air réchauffé.
<Desc/Clms Page number 7>
Le réglage peut être fait manuellement d'après les indications d'un pyromètre à couple place sur le conduit d'air réchauffé
12, ou automatiquement si le couple est relié à un régulateur actionnant, par 1'intermédiaire d'un relais, un servo-moteur commandant la. soupape
19.
On peut également contrôler de cette façon la tempé- rature dans la chambre de combustion 4 pour éviter des surchauffes sus- ceptibles de produire des détériorations.
Le brûleur à propane 16 ne fournit qu'un appoint de chnleur faible, son rôle étant surtout d'enflammer l'oxyde de carbone des gaz de cubilot, de fa on à permettre à la fois d'utilisation de la cha- leur sensible et de la. chaleur latente de ces gaz.
Il reste a lumé pendant toute la durée de la fusion, pour éviter l'extinction des gaz de cubilot pendant les diverses opéra- tions (coulée, arrêt de vent, etc...).
Un voit donc que les avantages essentiels de l'inven- tion sont: - la simplicité des moyens mis en oeuvre n'entraînant qu'une installation peu coûteuse et peu encombrante; - la faible inertie thermique du récupérateur, permettant de démarrer la fusion avec de l'air effectivement à 4000; - la possibilité de maintenir cette température parréglage manuel ou automatique pendant toute la durée de la. fusion.
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais en couvre au contraire toutes les variantes.