CH167939A - Procédé de chargement de fours électriques pour effectuer des opérations comportant des réductions, et four pour la mise en oeuvre de ce procédé. - Google Patents

Description

  Procédé de chargement de fours électriques pour effectuer des opérations comportant  des réductions, et four pour la mise en     oeuvre    de ce procédé.    La présente invention a trait à un     pro-          c4d6    de chargement de fours électriques pour  effectuer des opérations comportant des ré  ductions et à un four pour la mise en     oeuvre     de ce procédé.  



  Une manière connue pour charger les  fours électriques pour effectuer des réduc  tions est de disposer les matières premières       #m    couches horizontales constituées alternati  vement par la matière à réduire seule et par  la matière à réduire mélangée avec la ma  tière réductrice. Cette méthode a pour uni  que effet de dériver latéralement et de façon  continue tout autour de l'électrode le courant  fourni par l'électrode, mais elle ne réalise  pas une charge dont l'ensemble soit d'une  conductibilité moyenne constante en raison  des interruptions périodiques résultant des  couches de matières à réduire seules.  



  Un autre procédé connu consiste dans le  chargement séparé des matières premières en    tranches verticales composées alternativement  de matières à réduire et de matières réduc  trices. Cette méthode a un double effet, celui  de la dérivation latérale discontinue du cou  rant et celui d'obtenir une charge de     conduc-          tibilité    moyenne constante, mais il n'en ré  sulte pas une réduction satisfaisante parce  que les tranches de matières à réduire échap  pent partiellement à l'action des tranches ré  ductrices, en raison d'une fusion prématurée  par le pied de la tranche en contact avec le  bain.  



  Le premier procédé     convient    pour les  fours électriques réglés par déplacement  d'électrode, mais non pour ceux réglés par  variation de tension, en raison du grand nom  bre de changements journaliers demandés par  le réglage. Le second procédé ne convient  pas aux fours électriques réglés par déplace  ment d'électrode, mais convient aux fours à  régulation de tension, parce qu'il limite les           changements    journaliers de position à un  petit     nombre;    toutefois, il ne convient pas  dans le cas où une réduction complète est  requise.  



  Le procédé selon la présente invention  peut être appliqué aussi bien dans des fours  réglés par déplacement d'électrode que dans  des fours réglés par variation de tension et  peut être employé pour tous degrés voulus  de réduction, réduction partielle ou réduction  totale. Ce procédé a pour effet que le cou  rant s'épanouit plus efficacement qu'avec le  premier mode susmentionné et moins brutale  ment qu'avec le second; les avantages sont,  respectivement, une utilisation plus efficace  des matières premières et une plus longue  vie du revêtement du four.

   Ce procédé per  met d'obtenir une charge de conductibilité  moyenne plus régulièrement constante que  celle des charges réalisées suivant les deux  procédés rappelés ci-dessus; les avantages  respectifs étant l'obtention d'une puissance  plus constante et une moindre surface de       radiation.    Il évite encore mieux que le pre  mier procédé une fusion prématurée des ma  tières à réduire, d'où il résulte une régula  rité plus grande dans la réduction.  



  Selon ce procédé de chargement de fours  électriques pour     effectuer    des opérations com  portant des réductions, la charge principale,  qui     contient    toute la     quantité    de carbone né  cessaire- à la réduction et seulement une par  tie des     matières    à réduire, est jetée de façon  à former des couches avec vallonnements dis  tribués autour de l'électrode aussi régulière  ment que possible, et la charge correctrice;

    qui ne     contient    que le complément de ma  tières à réduire, est jetée après     formation    de  chaque couche de charge principale, dans les  creux de ces vallonnements, qui lui donnent  la forme d'amas     lenticulaires.     



  Le four pour la mise en     couvre    de ce pro  cédé     comprend    des trémies de chargement  munies, pour     l'alimentation    du four, de vis  d'Archimède     individuelles    disposées tout au  tour de l'électrode, vers laquelle elles con  vergent, et groupées par paires comprenant  une vis de chargement principal et une vis    de chargement complémentaire, un dispositif  électromécanique étant prévu pour comman  der automatiquement ces vis de telle manière  que le rapport volumétrique et l'alternance  de leurs jetages respectifs soient régulière  ment observés pour chaque groupe.  



  Pour la fabrication du-carbure de calcium  par exemple, la charge peut être réalisée sui  vant ce procédé en fixant le volume du mé  lange conducteur de chaux et de coke à en  viron deux fois et demie le volume de la  chaux qui est la matière à réduire seule, et  en disposant le surplus à des intervalles ré  guliers autour de l'électrode.  



  Deux volumes et demi de mélange con  ducteur sont chargés en premier lieu, puis  en des points déterminés, un volume de ma  tière à réduire, et ainsi de suite au fur et à  mesure que les matières se     consomment    dans  le four.  



  Le dessin ci-annexé montre, à titre  d'exemple, la façon dont les matières peu  vent être disposées et un four pour la mise  en     couvre    du procédé.  



  La     fig.    1 est une vue schématique mon  trant les différents éboulis de     matières    résul  tant du nouveau mode de chargement;  Les     fig.    2 et 3 sont respectivement une  coupe verticale du four suivant     II-II    de la       fig.    3 et une     demi-vue    en plan avec coupe       partielle    suivant     III-III    de la     fig.    2;  La     fig.    4 est une coupe     partielle    suivant       IV=IV    de la     fig.    2;

    Les     fig.    5 et 6 sont des vues de détail  (coupe verticale et coupe horizontale), du  joint latéral entre deux plaques voisines ame  nant le courant à l'électrode.  



  La     fig.    1 montre, reposant sur le fond 1  du four, les éboulis 2 formés par le mélange  conducteur tombé des becs 3 et amenés par  les vis transporteuses 4. Ces éboulis de ma  tières conductrices se joignent à leur base  sans aucune interposition de matières non  conductrices. Dans les creux formés entre  cieux éboulis 2 sont logés des éboulis 5 de  matières à réduire tombées des becs 6 et  amenées par les vis transporteuses 7. Ces der  niers éboulis, en raison de leur moindre      volume, ne recouvrent pas complètement les  premiers.

   De cette disposition résultent des  zones verticales alternées 8 de bonne     conduc-          tibilité    sur toute leur hauteur et des zones 9  de conductibilité réduite puisque comprenant  des charges régulièrement espacées de ma  tière non conductrice.  



  La conductibilité des zones verticales  dans lesquelles il ne se produit aucun ébou  lis des matières à réduire seules, est inter  médiaire entre celle obtenue par le charge  ment hétérogène en couches horizontales sui  vant le brevet suisse no 125272 et celle ob  tenue par l'établissement de segments verti  caux de coke seul, comme décrit dans le bre  vet suisse no 147272. Ainsi, le courant est  régulièrement et efficacement dérivé tout au  tour de l'électrode et l'on évite lés segments  de coke ayant une grande surface de contact  avec elle et les changements trop brusques de  conductibilité.

      Le procédé de réduction avec épanouisse  ment latéral du courant par la méthode     ci-          dessus    est effectué de préférence dans un four  du type général que montrent les     fig.    2 à G;  grâce à ce four, il est possible, soit de récu  pérer des gaz et vapeurs de réduction, soit de  les y renvoyer avec l'appoint exact d'air né  cessaire à leur combustion, soit de les refroi  dir en envoyant un excès d'air ou par l'ap  port de vapeur ou de tout autre réactif.  



  Les matières premières, le mélange con  ducteur 10 et le complément de matière à  réduire 11, sont contenus dans des trémies  d'alimentation assemblées par paires. Les ma  tières sont amenées au moyen de vis trans  porteuses 12 tournant, à vitesse requise, dans  les becs de chargement 13 cloisonnés par leur  milieu. Dans le four, les matières premières  sont disposées ainsi que le montre la     fig.    1,  les éboulis de matières à réduire 5 ayant la  forme de lentilles allongées, régulièrement  distribuées dans le mélange conducteur 2.

    Les vis transporteuses sont de préférence  pourvues de multiples hélices, trois par exem  ple; cette forme de transporteur rend pos  sible un contrôle plus exact du volume rela-         tif    de matières quand celles-ci sont introdui  tes par     fractions    de tours de la     vis.     



  Dans le but de distribuer les tas de ma  tières non conductrices avec la plus grande  régularité possible, les engrenages comman  dant les vis transporteuses d'un même groupe  sont mus directement et individuellement par  des moteurs électriques contrôlés par un  même dispositif de commande. Celui-ci com  porte des contacteurs électriques asservis par  des relais, chaque vis     étant    munie d'un répéti  teur du nombre de tours verrouillant la com  mande de l'autre moteur. Grâce à ce disposi  tif, par exemple, deux tours et demi de la vis  transporteuse amenant le mélange conducteur  sont suivis d'un tour de la vis transporteuse  jetant les matières à réduire et ainsi de suite.

    Les détails de     l'interconnexion    électroméca  nique et les quantités relatives de matières  chargées     peuvent    varier à volonté, mais l'uti  lisation d'un mécanisme de ce type assure  une relation définie et régulière entre les  volumes et la distribution des matières pre  mières.  



  La cuve conductrice du four et son in  frastructure     peuvent    être     construits    comme il  est décrit dans le brevet suisse no 141165.  



  Sa     superstructure    comporte une cheminée  annulaire 14 intérieurement garnie de pla  ques 15 à refroidissement d'eau.  



  La paroi externe en, est supportée par un       prolongement    23 de la paroi de la cuve con  ductrice 24; la paroi interne l'est par le fais  ceau des connexions électriques 26 de l'élec  trode, sur lesquelles repose le carter conduc  teur tronconique 27 qui ferme en même temps  la partie supérieure du four.  



  La cheminée annulaire 14 permet donc  l'échappement des gaz et vapeurs 16 de la  zone active du four, ou bien la récupération  des gaz et vapeurs sans l'emploi des tubes  ordinaires d'évacuation; ou bien elle permet  de brûler les mêmes gaz et vapeurs par l'air  17     entrant    à travers le     joint    18 entre le cer  cle d'appui 28 et la base du carter conduc  teur; ce joint peut être ouvert ou fermé par  simple déplacement vertical de l'électrode; ou  bien ces gaz et vapeurs peuvent être refroi-      dis après combustion au moyen d'une quan  tité d'air supplémentaire 19 amenée à l'inté  rieur du four en ouvrant les regards 20, qui  peuvent être aussi utilisés pour l'amenée de  la vapeur ou de tout autre réactif désiré.  



  La cheminée annulaire est une forme de  construction très avantageuse. Elle élimine  toute construction latérale du four puisqu'elle  est rigidement figée sur la cuve; elle sert de  support à tous les mécanismes accessoires tels  que trémies d'alimentation et mécanisme in  hérent, tubes d'évacuation pour les gaz et  poussières, ainsi que pour les électrodes et  leur suspension, etc.  



  Elle constitue une fermeture simple et  efficace du four puisque sa liaison avec la  cuve et les trémies     d'alimentation    est faite  de parties facilement accessibles.  



  L'intervalle réglable entre le cercle d'ap  pui 28 des connexions d'électrodes et la col  lerette inférieure 29 du carter conducteur du  four permet une fermeture totale ou un do  sage rigoureux de l'air de combustion. Il  permet aussi de mouvoir facilement l'élec  trode et facilite son ajustage.  



  Les     fig.    5 et 6     montrent    comment un  joint hermétique     entre    deux plaques de con  tact voisines est réalisé et maintenu. Le ré  sultat est obtenu en injectant une pâte au       -ucre    dans les tubes 21 fixés au cercle     d,-          support    des connexions d'électrodes. Les  tubes 21 débouchent par les issues 22 entre  les électrodes. Ce joint de pâte au sucre  entre les plaques voisines est un nouveau  moyen     permettant    de desserrer l'amenée de  courant à l'électrode aussi souvent qu'on le  désire.

   Il procure tous les avantages d'une       connexion    unique, laquelle ne peut être uti  lisée pour les électrodes de grand diamètre.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS I Procédé de chargement de fours électri ques pour effectuer des opérations com portant des réductions, caractérisé en ce que la charge principale, qui contient toute la quantité de carbone nécessaire à. la réduction et seulement une partie des matières à réduire, est jetée de façon à former des couches avec vallonnements distribués autour de l'électrode aussi ré gulièrement que possible, et la charge cor rectrice, qui ne contient que le complé ment de matières à réduire, est jetée après formation de chaque couche de charge principale, dans les creux de ces vallon nements, qui lui donnent la forme d'amas lenticulaires.

   II Four pour la mise en aeuvre du procédé suivant la revendication I, comprenant des trémies de chargement munies, pour l'alimentation du four, de vis d'Archi mède individuelles disposées tout autour de l'électrode, vers laquelle elles conver gent, et groupées par paires comprenant o une vis de chargement principal et une de chargement complémentaire, un dis positif électro-mécanique étant prévu pour commander automatiquement ces vis de telle manière que le rapport volumétri que et l'alternance de leurs jetages res pectifs soient régulièrement observés pour chaque groupe.

   SOUS-REVENDICATION Four selon la revendication II, caracté risé en ce que les goulottes de déversement des matières introduites par les vis débou chent dans une chambre de récupération des gaz, annulaire et concentrique à l'électrode, dont la paroi interne repose sur la superstruc ture conductrice du four soutenant les con nexions de l'électrode, ladite chambre étant p<B>0</B> gée par une cheminée annulaire et con- rol n., centrique à l'électrode et supportant exté rieurement et latéralement les trémies d'ali mentation des vis.