BE885896A

BE885896A - Fours

Info

Publication number: BE885896A
Application number: BE0/202610A
Authority: BE
Original assignee: Okiep Copper Cy Ltd O
Priority date: 1980-10-27
Filing date: 1980-10-27
Publication date: 1981-02-16

Description

Fours.

La présente invention concerne des fours dont les

contenus sont à une température élevée et sont vidés, par

exemple par coulée par une ouverture.

Les brevets des Etats-Unis d'Amérique suivants

n[deg.] 3.588.072; 3.687.436; 3.719-355; 3.799.524; 3.895.783;
4.026.352 et 3.963.223 peuvent être considérés comme références pour l'invention.

Suivant l'invention, il est prévu un four compor-tant une embouchure munie de tubes de refroidissement dans lesquels un agent de refroidissement peut passer, les tubes étant en contact d'échange thermique avec des ailettes prévues en association avec le garnissage, et un dispositif pour faire passer un agent de refroidissement dans les tubes.

Le dispositif de refroidissement du four comprend, en combinaison, un système de recyclage constitué d'un échangeur de chaleur pour refroidir l'agent de refroidissement qui a été utilisé pour le refroidissement de l'embouchure et d'un dispositif pour commander le recyclage. Le four peut, de préférence, être pourvu de plusieurs tubes de refroidissement pour refroidir l'embouchure et une pompe adéquate peut être utilisée pour faire passer l'agent de refroidissement dans les tubes.

Un agent de refroidissement préféré est un liquide non explosif dans le cas d'une fuite dans les conduites de refroidissement. Le liquide peut, par exemple, être une huile ayant une température de craquage élevée, par exemple une température de craquage située dans un intervalle correspondant à celui de l'huile Mobiltherm 603.

L'invention couvre également un procédé pour refroidir, en outre, au moins une partie d'un garnissage de four, mais, en particulier, une embouchure de four, suivant lequel on fait passer un agent de refroidissement combustible mais à haute température de craquage, comme de l'huile, dans des tubes de refroidissement en contact d'échange thermique avec une partie du garnissage, on évacue l'agent de refroidissement du garnissage et on le fait passer dans un échangeur de chaleur en vue de le refroidir puis on renvoie l'agent de refroidissement refroidi vers les tubes de refroidissement. Des moyens appropriés pour le réglage de la pression, par exemple des valves sensibles à la pression, sont prévus pour que l'agent de refroidissement admis dans la zone à haute température soit refroidi aussi bien que l'agent de refroidissement sortant de la zone à haute température.

L'agent de refroidissement qui a traversé l'échangeur de chaleur doit donc être introduit dans un collecteur, par exemple dans une rampe de distribution, puis dans plusieurs tubes de refroidissement fixés au garnissage du four et doit être renvoyé des tubes de refroidissement dans un second collecteur. Les collecteurs servent notamment à absorber les surpressions dans le système de refroidissement et à imposer une certaine pression sur l'agent de refroidissement. L'agent de refroidissement peut être débité par n'importe quelle pompe appropriée.

Les tubes de refroidissement, qui peuvent être des tubes carrés, sont de préférence disposés entre des ailettes soudées sur le garnissage ou disposées dans la matière réfractaire d'une manière telle qu'ils soient libres de se dilater et de se contracter avec les variations de température du garnissage, c'est-à-dire une matière réfractaire ou un métal, sans se fissurer. Ceci signifie que les tubes ne sont normalement pas attachés aux ailettes ou au garnissage.

Une forme d'exécution de l'invention sera décrite ci-après, à titre d'exemple, avec référence au dessin annexé dans lequel :

la Fig. 1 est une vue schématique d'un système de refroidissement appliqué à une embouchure de convertisseur;

la Fig. 2 est une vue en perspective arrachée d'un montage de tubes de refroidissement dans la partie de l'embouchure du convertisseur, et

la Fig. 3 illustre un montage de tubes de refroi-dissement dont les ailettes et les éléments de positionnement se situent dans la région cerclée de la Fig. 2.

Comme le montre la Fig. 1, un système de refroidissement comprend un réservoir 10 qui contient une huile ayant de préférence une température de craquage élevée, comme l'huile Mobiltherm 603. Ce fluide de refroidissement est également d'un type ayant une pression de vapeur peu élevée à une température élevée, c'est-à-dire que le fluide ne risque pas de se vaporiser sous une charge thermique élevée comme le ferait de l'eau dans les mêmes conditions.

Le réservoir est muni d'un évent 101 d'une manière classique . Un regard 102 est également prévu pour indiquer le niveau de l'huile dans le réservoir.

Une sortie 103 du réservoir 10 est raccordée à une valve de réglage 11 puis à une entrée (non représentée) d'un

chaleur 12 et est refroidie par de l'eau circulant dans l'échangeur de chaleur. L'eau est introduite dans l'échangeur de chaleur par une pompe 13.

Une pompe 14 aspire de l'huile de l'échangeur de chaleur et la refoule dans un collecteur 15 ayant la forme

l'huile à travers le collecteur 15 et par des valves de réglage adéquates 16, c'est-à-dire des valves sensibles à la pression, cette pression étant réglée en réaction à la pression d'aval (à partir de la valve 16) vers un convertisseur 7 présentant une embouchure 17, l'huile pénétrant dans des tubes de refroidissement 171 qui sont en contact avec l'embouchure 17 du convertisseur. Le convertisseur 7 est vidé de son contenu par une rotation d'un certain angle.

Après être passée dans les tubes de refroidissement 171, l'huile sort de l'embouchure 17 du convertisseur et passe par les valves de réglage 18 dans un collecteur de sortie 19. Ces valves sont des valves sensibles à la pression, en particulier à la pression d'amont, et elles peuvent aussi être sensibles à la température. Au sortir du collecteur de sortie 19, l'huile est renvoyée dans le réservoir 10 par une entrée 104 de ce réservoir et, si nécessaire, une valve appropriée (non représentée) peut être prévue dans ce trajet.

Les valves permettent également d'isoler des parties individuelles du système de refroidissement, par exemple par un réglage garantissant la sécurité en cas de rupture ou d'une défaillance analogue.

Sur la Fig. 2, le pourtour extérieur de l'ouverture 17 du convertisseur est indiqué en 175 et son pourtour intérieur en 176. Des lames 174 relient ces deux pourtours.

Il est à noter que l'embouchure 17 et le convertisseur 7 sont reliés suivant une courbe composée et, pour simplifier le dessin, une section seulement de l'embouchure 17 du convertisseur à été représentée.

La Fig. 2 illustre certains tubes dei refroidissement 171 montés sur le côté de l'embouchure du convertis-

réfractaire étant supprimée. Cependant, on comprendra que la matière réfractaire est disposée en dessous de la paroi de pourtour 176. L'embouchure 17 est, dans ce cas, l'embouchure d'un convertisseur de Pierce-Smith pour le cuivre. Bien que deux tubes de refroidissement seulement soient représentés, il va de soi que d'autres tubes sont montés autour de l'embouchure du convertisseur d'une manière analogue.

Comme le montre la Fig. 2, les tubes de refroidissement 171 sont disposés entre des ailettes de contact 172 qui sont elles-mêmes soudées à des profilés d'acier de la partie de l'embouchure qui doit être protégée, par exemple une des parties latérales 177 de l'embouchure mais, si nécessaire, ils sont disposés tout autour de l'embouchure

17. Les tubes sont bloqués en place par des éléments de positionnement 173 qui sont, à leur tour, attachés aux ailettes 172. Ce montage permet aux tubes 171 de venir en contact avec les ailettes 172 et de garantir des échanges thermiques adéquats et permet, en outre, aux tubes de se dilater et de se contracter librement sans risque de fissuration. Les tubes peuvent être de petit diamètre, par exemple il peut s'agir de tubes en acier inoxydable ayant un diamètre intérieur de, par exemple, 9,52 mm.

Sur la Fig. 3, une coupe de la section cerclée
(représentée sur la Fig. 2) détaille la fixation des ailet-

positionneurs 173.

La forme spécifique de l'invention décrite plus haut peut être utilisée chaque fois que de l'acier ou un autre métal est exposé à une attaque chimique et physique à haute température, en particulier dans des fours qui contiennent des mattes fondues, des métaux fondus ou des laitiers fondus.

Lorsque l'invention est appliquée à l'embouchure du convertisseur comme décrit, l'érosion de l'embouchure peut être réduite et ceci peut entraîner des économies considérables. Par exemple, le nombre d'embouchures de convertisseur à construire ou à réparer est réduit et la durée de vie utile d'un convertisseur est prolongée dans les cas où la longévité de son embouchure est déterminante et, comme l'embouchure n'est pas détériorée au terme de la durée de vie utile du convertisseur, elle ne doit pas être enlevée et remplacée et, par conséquent, les matières réfractaires adjacentes ne doivent pas être enlevées pour faciliter l'enlèvement de l'embouchure. Il y a donc économie de matière réfractaire lors de la reconstruction du convertisseur, c'est-à-dire lors de la mise en place de matières réfractaires fraîches.

En outre, les collecteurs 15 et 19 en combinaison avec des valves individuelles pour chacun des réseaux de tubes atténuent les surpressions et empêchent le "blocage instantané" de fluides dans les tubes lorsqu'une transmission de chaleur rapide s'y produit et que le fluide se vaporise en totalité ou en partie, etc. Cependant, en combinaison avec ce qui précède, un fluide tel que de l'huile Mobiltherm 603 mentionnée plus haut, contribue à la régulation thermique qui peut être réalisée par le dispositif conforme à l'invention en maintenant les propriétés physiques des liquides à des températures relativement élevées.

Outre qu'ils refroidissent l'embouchure, les serpentins de refroidissement refroidissent également la matière réfractaire adjacente à cette embouchure et les matières réfractaires plus froides ont une longévité supérieure à celles qui ne sont pas refroidies, par exemple parce que le risque d'attaque chimique diminue. Le contenu

l'embouchure et qui se fige en cet endroit est plus facilement enlevé de la surface froide. De plus, dans des applications destinées à des fours actuellement refroidis à l'eau, une variante du procédé de refroidissement décrit permet de travailler d'une manière plus sûre pour le personnel et l'équipement car le risque d'explosion résultant de l'entrée en contact de l'eau avec le métal fondu ou avec la matte fondue, qui est courant avec les chemises d'eau, est supprimé.

Claims

REVENDICATIONS

1 . - Procédé pour refroidir une embouchure d'un convertisseur par laquelle le contenu du convertisseur est évacué à une température élevée, caractérisé en ce que :

on maintient, dans une zone de stockage et à titre d'agent de refroidissement, un liquide combustible présentant des caractéristiques de craquage aux hautes tempe ratures;

on refroidit l'agent de refroidissement; <EMI ID=6.1>

dans une première zone collectrice maintenue à une température ou à une pression présélectionnée;

on admet sélectivement l'agent de refroidissement refroidi dans plusieurs zones segmentaires individuelles, dans des conduites ayant la forme d'un serpentin exposé à la température élevée et noyé dans une matière réfractaire, les zones étant disposées, en combinaison avec l'embouchure et avec la matière réfractaire garnissant cette embouchure, de telle façon que les zones segmentaires individuelles puissent être refroidies;

on assure la dilatation et la contraction du serpentin dans chaque segment indépendamment de la matière réfractaire garnissant l'embouchure et dans des conditions permettant des échanges thermiques avec celle-ci;

on admet un agent de refroidissement chauffé dans

une seconde zone collectrice en provenance des zones segmentaires individuelles, la seconde zone collectrice étant maintenue sous une pression prédéterminée, et

on introduit l'agent de refroidissement chauffé

dans la zone de stockage ou dans une zone de refroidissement

en vue de le recycler.

2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les zones de refroidissement segmentaires individuelles sont, en outre, entourées par la matière refractaire, cette matière réfractaire s'étendant dans une zone adjacente à l'embouchure et cette zone adjacente étant refroidie à mesure que l'embouchure est refroidie par l'agent de refroidissement.

3.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le serpentin est en acier inoxydable.

4.- Dispositif de refroidissement pour un convertisseur contenant du cuivre chaud et l'évacuant par une ouverture à une température élevée, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison un réservoir pour un agent de refroidissement, un dispositif pour refroidir l'age n t de refroidissement et un premier collecteur pour un agent de refroidissement refroidi, le dispositif de refroidissement étant..raccordé de manière à répondre à un dispositif servant à pomper l'agent de refroidissement refroidi dans le premier collecteur;

des moyens pour admettre sélectivement l'agent de refroidissement dans plusieurs réseaux de refroidissement segmentaires individuels disposés autour d'une périphérie de l'ouverture en réaction à des moyens de maintien de la pression prévus en aval de chacun des réseaux de refroidissement segmentaires, comprenant des conduites disposées de manière flottante dans des ailettes échangeuses de chaleur, ces ailettes échangeuses de chaleur étant fixées dans une matière réfractaire destinée à l'ouverture;

des moyens pour régler le débit de l'agent de refroidissement dans les réseaux de refroidissement segmentaires individuels raccordés aux moyens de maintien de la pression et comprenant des moyens supplémentaires pour maintenir la pression dans un second collecteur, et

un dispositif pour réintroduire l'agent de refroidissement dans le réservoir ou dans une zone de refroidissement.

5.- Dispositif de refroidisssement suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le réseau de refroidissement segmentaire individuel comprend un tube en acier inoxydable disposé de manière flottante et en combinaison avec les ailettes échangeuses de chaleur.