CA1207960A - Four a chambres ouvertes pour la cuisson de blocs carbones, comportant une pipe de soufflage - Google Patents
Four a chambres ouvertes pour la cuisson de blocs carbones, comportant une pipe de soufflageInfo
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Abstract
Un four à chambre ouverte pour la cuisson des blocs carbonés destinés notamment à la production électrolytique d'aluminium par le procédé Hall-Héroult. Le four est constitué par une succession de chambres délimitées par des murs latéraux munis, à leur partie supérieure, de regards qui mettent les chambres en communication et que l'on peut obturer par des registres d'isolement. Chaque chambre est divisée en alvéoles par des cloisons chauffantes creuses dans lesquelles circulent l'air et les gaz de combustion. Chaque cloison comporte, à sa partie supérieure, des ouvertures dites ?ouvreaux?. L'ensemble du four en fonctionnement comporte, dans le sens de progression du feu, une zone de refroidissement, une zone de préchauffage, et une zone de plein feu. Sur les ouvreaux des cloisons, est disposée au moins une pipe de soufflage d'air de refroidissement, située dans la zone de refroidissement.
Description
~LZ~J'79~0 La présente invention concerne un four à chambres ouvertes pour la cuisson de blocs carbonés comportant une pipe de soufflage.
Les blocs carbonés et, en particulier, ceux qui forment les anodes pour la production électrolytique d'alu-minium par le procédé Hall-~Iéroult à anodes précuites, sont obtenus par moulage d'une pate carbonée essentiellement constituée de brai et de coke broyé et par cuisson à 1100-1200C en une centaine d'heures.
La cuisson est effectuée dans des Eours dits à
feu tournant dont un des types les plus utilisés est le four à chambres ouvertes, constitué de chambres successives, limitees longitudinalement par des murs transversaux e-t divisées en alvéoles par des cloisons chauffantes à l'inté-rieur desquelles circulent l'air et les gaz de combustion fournis par des brûleurs à combustibles liquides ou gazeux.
Au sommet des cloisons chauffantes, sont disposés des ouvreaux pour la mise en place des brûleurs et des sondes de mesure de la température.
I,es anodes à cuire sont empilées dans les alvéoles et entièrement noyées dans un granulé carboné, par exemple:
coke de pétrole, coke métallurgique ou autre; elles sont ainsi isolées des parois et abritées du contact des gaz de combus-tion qui pourraient provoquer des pertes par oxydation, et elles peuvent également être séparées entre elles pour éviter les risques d'agglomération ou de collage.
Au cours d'un cycle de cuisson, les bruleurs sont progressivement déplacés (feu tournant), de telle sorte que chaque charge d'anodes, dans une chambre donnée, est succes-sivement préchauffee (en ~ ou 3 jours), soumise à la cuis-son ~pendant 2 ou 3 jours) et refroidie.
Les fumées de combustion sont extraites du four par une pipe d'aspiration reliant, à travers des regards disposés sur les murs transversaux, toutes les alvéoles 1 -- ,.
~ .~9i , - ~s~
~ .
~)796V
d'une même chambre au collecteur général de fumées dispose le long du four et relié lui-meme aux ventilateurs d'aspiration.
Cette pipe d'aspiration est normalement disposée sur un mur transversal, ce qui oblige à garder en aval de la zone de chauffage une chambre morte et à disposer les registres d'isolement entre la zone de chauffage et la zone de travail sur le mur transversal en aval de cette chambre morte.
Avec cette disposition, on aspire donc une quantité impor-tante d'air froid à travers la chambre morte, ce qui nuit au rendement thermique du four.
Pour supprimer cet inconvénient, la demanderesse avait déjà supprimé la chambre morte en placant la pipe d'aspiration sur une cloison chauffante de la chambre de préchauEfe. De meme, dans le brevet FR-A- 2 488 685, on a propose de placer la pipe d'aspiration de fumée non plus sur le mur transversal, mais sur les ouvreaux des cloisons chauffantes des chambres de la zone de préchauffe voisines de ce mux transversal.
Cependant, cette disposition ne permet pas de modifier les dispositions constructives susceptibles d'améliorer la solidité mécanique, l'étanchéité et l'isola-tion thermique des murs transversaux dans leur partie supé-rieure, car il Eaut maintenir des regards sur ces murs pour introduire, par l'intermédiaire d'un système de soufflage, l'air nécessaire au refroidissement du four après cuisson, cet air, réchauffé, servant en meme temps d'air de combustion pour le combustible dans la zone de feu. On sait, en effet, que la partie supérieure des murs transversaux est une partie fragile nécessitant un entretien fréquent du briquetage e-t dif~icile à étancher.
L'objet de l'invention est une pipe de soufflage permettant d'introduire l'air de refroidissement et de combustion par les ouvreaux des cloisons chauffantes.
Selon la présente invention, il est prévu un 796(~
four à chambre ouverte pour la cuisson des blocs carbonés destinés notamment à la production electrolytique d'alumi-nium par le procedé Hall-Heroult, constitué par une succes-- sion de chambres délimitees par des murs lateraux munis, à
leur partie superieure, de regards, qui me-ttent les chambres en communication et que l'on peut obturer par des registres d'isolement, chaque chambre etant divisee en alveoles par des cloisons chauffantes creuses dans lesquelles circulent l'air et les gaz de combustion, chaque cloison comportant, à sa par.tie superieure, des ouvertures dites ~ouv:reaux>~, l'ensemble du four, en fonctionnement, comportant dans le sens de progression du feu une zone de refroidissement, une zone de préchauffage, une zone de plein feu, caractérisé en ce que l'on dispose, sur les ouvreaux des cloisons, au 1~ moins une pipe de soufflage d'air de refroidissement.
Un mode de réalisation préférentiel de l'invention va maintenant être décrit à titre d'exemple non limitatif, . en se référant aux dessins attachés, dans lesquels:
Les figures 1 à 4 illustrent la mise en oeuvre de l'invention: La figure 1 represente e.n plan, de facon sché-matique, une partie d'un four à chambres ouvertes de type classique (Art antérieur).
. La figurè 2 représente une coupe transversale, selon AA, de la pipe d'aspiration (Art antérieur).
25 La figure 3 représente, en eclaté partiel, deux chambres adjacentes.
La figure 4 représente~ en coupe verticale longi-tudinale, une portion d'un four de cuisson.
Le four de cuisson, qui est le plus souvent consti-tu~ de deux travées parallèles, est formé par des succes-sions de chambres 1, dont l'une par exemple, est délimitée par la ligne pointillée sur la figure 1 à gauche. Chaque chambre est entourée de murs transversaux 2 et divisee en alvéoles 3 par des cloisons chauffantes creuses 4, munies 1~0'7~60 de chicanes 5 pour assurer une répartition des gaz chauds (ou froids) dans tout leur volume. Les alvéoles communi-quent entre elles par des regards 6 obturables par des volets, et ouverts à leur partie superieure. Les anodes 7 sont empilees dans chaque alveole 3 dans un enrobage de gra-nule carbone 8.
Les bruleurs, non representes, sont fixes à une passerelle mobile 20 qui se deplace, progressivement, pendant le cycle de cuisson.
Les fumees de combustion sont extraites du four par une pipe d'aspiration 9 reliant, à travers les regards 6 disposés sur les murs transversaux 2, les différentes al-veoles 3 au collecteur général de fumée 11 dispose le long du Eour.
Dans cette disposition, la chambre situee en aval de la pipe 9 par rapport au sens de progression du four in-dique par la fleche sur la figure i, est une chambre morte, comme on l'a vu precedemment explique.
.
Il est possible de supprimer cet inconvenient en disposant la pipe d'aspiration sur les ouvreaux des cloisons chauffantes de la chambre de la zone de prechauffage voisine de ce mur transversal (FR-A-2 448 685 dejà cite).
Le perfectionnement, objet de la presente inven-tion, consiste à disposer au moins une pipe de soufflage i2A, 12B permettant d'introduire l'air de refroidissement et de combustion par les ouvreaux 13 des cloisons chauffantes 4 et a supprimer l'ouverture superieure des regards 6, qui était un point fragile, et à la remplacer par une simple Eente 15 plus étroite que la largeur du mur 2 au droit du regard 6. Par cette Eente 15, on peut introduire ou retirer les volets 10 dit.s <~registres, qui permettent d'etablir ou de supprimer la communication entre les chambres adjacentes.
Normalement, on dispose une pipe de soufflage 12 A
~()7960 dans la zone de refroidissement, et une pipe de soufflage 12 B dans la zone de prechauffage d'air, qui est, en meme temps, une zone de refroidissement.
Sur la figure 3, les deux regards 6 du mur 2 A
sont representes dans la disposition de l'art antérieur.
La partie superieure 14 est largement ouverte. Il en resulte une fragilite certaine et on ne peut maintenir l'etancheite de ce regard qu'au prix de frequentes operations d'entretien.
Des le moment où l'aspiration des fumees et, con-formement à la presente invention, le soufflage d'air froidsont effectues par les ouvreaux 13, la partie superieure 14 peut être fermee, comme cela apparalt sur la partie gauche de la figure 3, en 2 B et ne comporte plus qu'une simple fente 15. Cette modification, en apparence minime, a des consequences importantes sur la duree de vie du four et les coûts d'entretien. La fente 15, qui permet le pas-sage des registres d'isolement (volets) 10 entre les alveoles, est rendue.etanche par un simple couvercle. En outre, cette disposition permet de contrôler avec precision les quantites d'air introduites dans la zone de feu pour assurer la com-bustion optimale.
. Enfin, on peut, ~ la construction, reduire la largeur des murs 2 qui n'ont plus à supporter la charge des pipes d'aspiration et de soufflage; on peut donc la reduire à ce qui est strictement necessaire à la mise en place et au coulissement des registres d'isolement 10, ce qui procure un gain sensible encoûts d'investissement et d'entretien et aussi une réduction des pertes thermiques qui se produisaient, dans la technique anterieure, au droit des murs et, particulièrement, à la parti.e superieure ou-verte 14 des regards 6.
La mise en oeuvre de l'inven-tion constitue donc un progrès no-table dans la technique des fours à chambres ouvertes.
Les blocs carbonés et, en particulier, ceux qui forment les anodes pour la production électrolytique d'alu-minium par le procédé Hall-~Iéroult à anodes précuites, sont obtenus par moulage d'une pate carbonée essentiellement constituée de brai et de coke broyé et par cuisson à 1100-1200C en une centaine d'heures.
La cuisson est effectuée dans des Eours dits à
feu tournant dont un des types les plus utilisés est le four à chambres ouvertes, constitué de chambres successives, limitees longitudinalement par des murs transversaux e-t divisées en alvéoles par des cloisons chauffantes à l'inté-rieur desquelles circulent l'air et les gaz de combustion fournis par des brûleurs à combustibles liquides ou gazeux.
Au sommet des cloisons chauffantes, sont disposés des ouvreaux pour la mise en place des brûleurs et des sondes de mesure de la température.
I,es anodes à cuire sont empilées dans les alvéoles et entièrement noyées dans un granulé carboné, par exemple:
coke de pétrole, coke métallurgique ou autre; elles sont ainsi isolées des parois et abritées du contact des gaz de combus-tion qui pourraient provoquer des pertes par oxydation, et elles peuvent également être séparées entre elles pour éviter les risques d'agglomération ou de collage.
Au cours d'un cycle de cuisson, les bruleurs sont progressivement déplacés (feu tournant), de telle sorte que chaque charge d'anodes, dans une chambre donnée, est succes-sivement préchauffee (en ~ ou 3 jours), soumise à la cuis-son ~pendant 2 ou 3 jours) et refroidie.
Les fumées de combustion sont extraites du four par une pipe d'aspiration reliant, à travers des regards disposés sur les murs transversaux, toutes les alvéoles 1 -- ,.
~ .~9i , - ~s~
~ .
~)796V
d'une même chambre au collecteur général de fumées dispose le long du four et relié lui-meme aux ventilateurs d'aspiration.
Cette pipe d'aspiration est normalement disposée sur un mur transversal, ce qui oblige à garder en aval de la zone de chauffage une chambre morte et à disposer les registres d'isolement entre la zone de chauffage et la zone de travail sur le mur transversal en aval de cette chambre morte.
Avec cette disposition, on aspire donc une quantité impor-tante d'air froid à travers la chambre morte, ce qui nuit au rendement thermique du four.
Pour supprimer cet inconvénient, la demanderesse avait déjà supprimé la chambre morte en placant la pipe d'aspiration sur une cloison chauffante de la chambre de préchauEfe. De meme, dans le brevet FR-A- 2 488 685, on a propose de placer la pipe d'aspiration de fumée non plus sur le mur transversal, mais sur les ouvreaux des cloisons chauffantes des chambres de la zone de préchauffe voisines de ce mux transversal.
Cependant, cette disposition ne permet pas de modifier les dispositions constructives susceptibles d'améliorer la solidité mécanique, l'étanchéité et l'isola-tion thermique des murs transversaux dans leur partie supé-rieure, car il Eaut maintenir des regards sur ces murs pour introduire, par l'intermédiaire d'un système de soufflage, l'air nécessaire au refroidissement du four après cuisson, cet air, réchauffé, servant en meme temps d'air de combustion pour le combustible dans la zone de feu. On sait, en effet, que la partie supérieure des murs transversaux est une partie fragile nécessitant un entretien fréquent du briquetage e-t dif~icile à étancher.
L'objet de l'invention est une pipe de soufflage permettant d'introduire l'air de refroidissement et de combustion par les ouvreaux des cloisons chauffantes.
Selon la présente invention, il est prévu un 796(~
four à chambre ouverte pour la cuisson des blocs carbonés destinés notamment à la production electrolytique d'alumi-nium par le procedé Hall-Heroult, constitué par une succes-- sion de chambres délimitees par des murs lateraux munis, à
leur partie superieure, de regards, qui me-ttent les chambres en communication et que l'on peut obturer par des registres d'isolement, chaque chambre etant divisee en alveoles par des cloisons chauffantes creuses dans lesquelles circulent l'air et les gaz de combustion, chaque cloison comportant, à sa par.tie superieure, des ouvertures dites ~ouv:reaux>~, l'ensemble du four, en fonctionnement, comportant dans le sens de progression du feu une zone de refroidissement, une zone de préchauffage, une zone de plein feu, caractérisé en ce que l'on dispose, sur les ouvreaux des cloisons, au 1~ moins une pipe de soufflage d'air de refroidissement.
Un mode de réalisation préférentiel de l'invention va maintenant être décrit à titre d'exemple non limitatif, . en se référant aux dessins attachés, dans lesquels:
Les figures 1 à 4 illustrent la mise en oeuvre de l'invention: La figure 1 represente e.n plan, de facon sché-matique, une partie d'un four à chambres ouvertes de type classique (Art antérieur).
. La figurè 2 représente une coupe transversale, selon AA, de la pipe d'aspiration (Art antérieur).
25 La figure 3 représente, en eclaté partiel, deux chambres adjacentes.
La figure 4 représente~ en coupe verticale longi-tudinale, une portion d'un four de cuisson.
Le four de cuisson, qui est le plus souvent consti-tu~ de deux travées parallèles, est formé par des succes-sions de chambres 1, dont l'une par exemple, est délimitée par la ligne pointillée sur la figure 1 à gauche. Chaque chambre est entourée de murs transversaux 2 et divisee en alvéoles 3 par des cloisons chauffantes creuses 4, munies 1~0'7~60 de chicanes 5 pour assurer une répartition des gaz chauds (ou froids) dans tout leur volume. Les alvéoles communi-quent entre elles par des regards 6 obturables par des volets, et ouverts à leur partie superieure. Les anodes 7 sont empilees dans chaque alveole 3 dans un enrobage de gra-nule carbone 8.
Les bruleurs, non representes, sont fixes à une passerelle mobile 20 qui se deplace, progressivement, pendant le cycle de cuisson.
Les fumees de combustion sont extraites du four par une pipe d'aspiration 9 reliant, à travers les regards 6 disposés sur les murs transversaux 2, les différentes al-veoles 3 au collecteur général de fumée 11 dispose le long du Eour.
Dans cette disposition, la chambre situee en aval de la pipe 9 par rapport au sens de progression du four in-dique par la fleche sur la figure i, est une chambre morte, comme on l'a vu precedemment explique.
.
Il est possible de supprimer cet inconvenient en disposant la pipe d'aspiration sur les ouvreaux des cloisons chauffantes de la chambre de la zone de prechauffage voisine de ce mur transversal (FR-A-2 448 685 dejà cite).
Le perfectionnement, objet de la presente inven-tion, consiste à disposer au moins une pipe de soufflage i2A, 12B permettant d'introduire l'air de refroidissement et de combustion par les ouvreaux 13 des cloisons chauffantes 4 et a supprimer l'ouverture superieure des regards 6, qui était un point fragile, et à la remplacer par une simple Eente 15 plus étroite que la largeur du mur 2 au droit du regard 6. Par cette Eente 15, on peut introduire ou retirer les volets 10 dit.s <~registres, qui permettent d'etablir ou de supprimer la communication entre les chambres adjacentes.
Normalement, on dispose une pipe de soufflage 12 A
~()7960 dans la zone de refroidissement, et une pipe de soufflage 12 B dans la zone de prechauffage d'air, qui est, en meme temps, une zone de refroidissement.
Sur la figure 3, les deux regards 6 du mur 2 A
sont representes dans la disposition de l'art antérieur.
La partie superieure 14 est largement ouverte. Il en resulte une fragilite certaine et on ne peut maintenir l'etancheite de ce regard qu'au prix de frequentes operations d'entretien.
Des le moment où l'aspiration des fumees et, con-formement à la presente invention, le soufflage d'air froidsont effectues par les ouvreaux 13, la partie superieure 14 peut être fermee, comme cela apparalt sur la partie gauche de la figure 3, en 2 B et ne comporte plus qu'une simple fente 15. Cette modification, en apparence minime, a des consequences importantes sur la duree de vie du four et les coûts d'entretien. La fente 15, qui permet le pas-sage des registres d'isolement (volets) 10 entre les alveoles, est rendue.etanche par un simple couvercle. En outre, cette disposition permet de contrôler avec precision les quantites d'air introduites dans la zone de feu pour assurer la com-bustion optimale.
. Enfin, on peut, ~ la construction, reduire la largeur des murs 2 qui n'ont plus à supporter la charge des pipes d'aspiration et de soufflage; on peut donc la reduire à ce qui est strictement necessaire à la mise en place et au coulissement des registres d'isolement 10, ce qui procure un gain sensible encoûts d'investissement et d'entretien et aussi une réduction des pertes thermiques qui se produisaient, dans la technique anterieure, au droit des murs et, particulièrement, à la parti.e superieure ou-verte 14 des regards 6.
La mise en oeuvre de l'inven-tion constitue donc un progrès no-table dans la technique des fours à chambres ouvertes.
Claims (4)
1. Four à chambre ouverte pour la cuisson des blocs carbonés destinés notamment à la production électro-lytique d'aluminium par le procédé Hall-Héroult, constitué
par une succession de chambres délimitées par des murs la-téraux munis, à leur partie supérieure, de regards, qui mettent les chambres en communication et que l'on peut obtu-rer par des registres d'isolement, chaque chambre étant divisée en alvéoles par des cloisons chauffantes creuses dans lesquelles circulent l'air et les gaz de combustion, chaque cloison comportant, à sa partie supérieure, des ouvertures dites ?ouvreaux?,l'ensemble du four, en fonction-nement, comportant dans le sens de progression du feu une zone de refroidissement, une zone de préchauffage, une zone de plein feu, caractérisé en ce que l'on dispose, sur les ouvreaux des cloisons, au moins une pipe de soufflage d'air de refroidissement.
par une succession de chambres délimitées par des murs la-téraux munis, à leur partie supérieure, de regards, qui mettent les chambres en communication et que l'on peut obtu-rer par des registres d'isolement, chaque chambre étant divisée en alvéoles par des cloisons chauffantes creuses dans lesquelles circulent l'air et les gaz de combustion, chaque cloison comportant, à sa partie supérieure, des ouvertures dites ?ouvreaux?,l'ensemble du four, en fonction-nement, comportant dans le sens de progression du feu une zone de refroidissement, une zone de préchauffage, une zone de plein feu, caractérisé en ce que l'on dispose, sur les ouvreaux des cloisons, au moins une pipe de soufflage d'air de refroidissement.
2. Four à chambre ouverte, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on dispose une pipe de soufflage dans la zone de refroidissement et une pipe de soufflage dans la zone de refroidissement et préchauffage d'air.
3. Four à chambre ouverte, selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les regards des murs latéraux débouchent à l'extérieur par une fente étroite de largeur inférieure à l'épaisseur du mur au droit du regard et par laquelle on peut introduire ou retirer les registres d'iso-lement.
4. Four à chambre ouverte, selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la largeur des murs laté-raux est réduite à la largeur strictement nécessaire pour assurer la mise en place et le coulissement des registres d'isolement.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| FR8219108A FR2535834B1 (fr) | 1982-11-09 | 1982-11-09 | Four a chambres ouvertes pour la cuisson de blocs carbones, comportant une pipe de soufflage |
| FR8219108 | 1982-11-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1207960A true CA1207960A (fr) | 1986-07-22 |
Family
ID=9279190
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CA000440686A Expired CA1207960A (fr) | 1982-11-09 | 1983-11-08 | Four a chambres ouvertes pour la cuisson de blocs carbones, comportant une pipe de soufflage |
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| MKEX | Expiry |