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Procédé de réglage du chauffage d'un four industriel et four pour sa mise en #uvre La présente invention a pour objet un procédé de réglage du chauffage d'un four industriel, par exemple d'un four de fusion ou d'affinage, et un four pour sa mise en oeuvre. Les fours industriels visés sont notamment ceux du type utilisé à la fusion de matériaux, notamment ceux utilisés en métallurgie pour la mise en #uvre du procédé Martin et ceux utilisés en verrerie, que ces fours soient à récupérateurs ou non, à inversion de marche ou non, et en particulier des fours à réverbère.
Ledit procédé de réglage du chauffage d'un four vise les fours chauffés par plusieurs flammes distinctes, chacune du type chalumeau, dirigées de haut en bas vers la masse à chauffer et réparties au- dessus d'elle et est caractérisé en ce qu'il consiste à faire varier, pendant la marche même du four, la distance entre les points de naissance de ces flammes et la masse à chauffer.
Ce réglage permet, d'une part, d'accroître le rendement et la production de tels fours et, d'autre part, de diminuer le prix de revient à la tonne de produit fabriqué. Il permet aussi d'accroître encore les dimensions de ces genres de four.
En particulier il procure une diminution du nombre de calories consommées par tonne de produit fabriqué, un accroissement de rapidité des opérations et l'augmentation du nombre d'opérations par unité de temps. 11 fait en outre que la matière soumise à l'action des flammes se trouve constamment dans la zone d'action maximum de celles-ci ; il a aussi pour effet une meilleure protection de la voûte du four contre l'action destructrice des flammes et, par voie de conséquence, l'espacement des périodes de réfection de ces voûtes, donc des durées d'immobilisation des fours, et la dimi- nution des pertes de matière par surchauffes locales.
Une mise en #uvre particulière dudit procédé est caractérisée en ce que ladite variation de distance entre les points de naissance des flammes et la masse à chauffer est opérée automatiquement en fonction d'au moins une grandeur dépendant de la marche du four et prise parmi les suivantes : distance entre les points de naissance des flammes et la charge à chauffer, température de la masse chauffée -dans la zone intéressée par la flamme correspondante, analyse des fumées dans la zone considérée.
Le four que comprend aussi l'invention pour la mise en #uvre du procédé susdit, est caractérisé en ce qu'il comporte de multiples brûleurs traversant la voûte et répartis au-dessus de la masse à chauffer, ainsi que des moyens permettant d'opérer, pendant la marche du four, un déplacement relatif entre la sole de ce four et les nez desdits brûleurs, de façon à faire varier la distance entre ces nez et cette sole.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, diverses formes d'exécution du four que comprend l'invention.
La fia. 1 est une vue en coupe verticale longitu- dinale d'une première forme d'exécution constituée par un four Martin, du type à inversion, équipé de multiples brûleurs traversant ce four, et figuré en période de travail, la charge étant déjà fondue.
Les fig. 2 et 3 sont, respectivement, une coupe transversale et une coupe horizontale correspondantes.
La fig. 4 est une vue analogue à la fig. 1 mais la charge dans le four y -est représentée. encore à l'état solide, l'une des têtes du four étant en action pour chauffer et faire fondre cette charge.
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La fig. 5, analogue à la fig. 2, est une coupe transversale correspondante.
La fig. 6 est une vue partielle d'une seconde forme d'exécution en coupe longitudinale suivant la ligne VI-VI sur la fig. 7, et on y a représenté schématiquement, mais plus en détail, les moyens de déplacement et d'orientation des brûleurs.
La fig. 7 est une coupe transversale correspondante suivant la ligne VII-VII sur la fig. 6.
La fig. 8 est une vue analogue à la fig. 6 d'une variante de réalisation de l'invention, une portion seulement de la voûte du four, figurée en coupe longitudinale, et une seule rangée d'organes d'apport thermique y étant représentées.
La fig. 9 représente le dispositif automatique de commande de la position des organes d'apport thermique d'une autre forme d'exécution du four, seuls les organes intéressés par cette commande automatique et une fraction de la voûte du four et de la charge étant représentés.
Les fig. 10 et 11 représentent la commande automatique d'une autre forme d'exécution du four, la fig. 10 représentant les différents organes intéressés par cette commande ainsi qu'une partie de la voûte du four et de la charge, tandis que la fig. 11 représente le schéma électrique de cette commande.
Les fig. 12 et 13 représentent, respectivement, en coupe longitudinale et en coupe transversale, une forme d'exécution du four dans laquelle la voûte est pourvue de moyens destinés à améliorer l'alimentation des brûleurs par la nappe gazeuse de protection de la maçonnerie.
Les fig. 14 et 15 sont respectivement analogues aux fig. 12 et 13 et représentent les moyens d'amélioration de l'alimentation des brûleurs par la nappe gazeuse de protection de la maçonnerie dans une autre forme d'exécution du four.
Les fig. 16 et 17 représentent, en coupe longitudinale, une forme d'exécution constituée par un four à inversion de marche sur lequel sont figurées les positions qu'on donne aux brûleurs suivant que l'air est fourni par l'une ou l'autre tête du four.
Les fig. 18 et 19, respectivement analogues aux fig. 12 et 13, représentent les moyens d'alimentation des brûleurs en comburant d'une autre forme d'exécution du four.
La fig. 20 représente schématiquement un dispositif indicateur de la position des organes d'apport thermique d'une autre forme d'exécution du four représentée en coupe transversale avec une seule rangée desdits organes.
Les fig. 21 et 22 sont des schémas, respectivement en coupe longitudinale et en coupe transversale, d'une forme d'exécution du four présentant un dispositif optique d'indication de la position des organes d'apport thermique.
La fig. 23 est une coupe longitudinale d'une forme d'exécution constituée par un four à deux têtes, à voûte formée de deux panneaux mobiles en hauteur avec les brûleurs qui les traversent. La fig. 24 est une vue en plan correspondante. La fig. 25 une coupe transversale par le plan médian du four.
La fig. 26 est une vue analogue à la fig. 25, l'un des panneaux de voûte ayant été effacé sur le côté du four pour permettre le chargement du four par le haut.
La fig. 27 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une forme d'exécution constituée par un four à corps déplaçable en hauteur.
Les fig. 1 à 5 représentent un grand four Martin à cinq portes désigné dans son ensemble par 1. Il est équipé de plusieurs brûleurs 2 qui passent au travers de sa voûte pour pénétrer à l'intérieur du four dont le laboratoire est celui des fours usuels. Par contre, les têtes du four ont subi des modifications importantes : elles sont ici doucement arrondies à leur sommet, en 3, afin de dévier progressivement et de conduire vers la voûte le flot d'air chaud venant du récupérateur au lieu de le rabattre, comme dans les fours usuels, vers la charge de matière traitée, désignée par 4.
En plan également, la tête du four s'évase doucement vers la paroi latérale du four afin de permettre à une nappe d'air de s'écouler le long de cette paroi, au lieu de resserrer les filets d'air vers la partie axiale du four. 11 se forme ainsi, et s'écoule le long du pied droit et de la voûte, d'une tête à l'autre du four, une nappe d'air qui les refroidit et les protège de l'action destructrice des flammes.
Les brûleurs 2 sont disposés symétriquement par rapport au plan transversal médian du four. Ce sont des brûleurs d'un petit diamètre, d'un type connu quelconque, disposés en quinconce et formant, de chaque côté dudit plan transversal médian, trois rangées transversales à l'axe longitudinal du four. L'emplacement de chaque rangée est choisi de façon qu'à chaque porte de chargement corresponde une rangée de brûleurs ; il en résulte que chacun des mamelons formés en regard des portes de chargement par la matière avant sa fusion (fig. 4 et 5) se trouve placé juste sur la trajectoire des flammes des brûleurs d'une même rangée transversale.
Les flammes des brûleurs peuvent ainsi se développer complètement dans les espaces libres entre ces mamelons et agissent sur ceux-ci avec le maximum d'efficacité. L'échange thermique avec la charge est considérablement amélioré par rapport à ce qu'il est avec les dispositifs usuels constitués par un ou deux brûleurs logés dans chaque tête de four et dirigés vers la tête opposée. En outre, les réallumages sous la voûte ne sont plus à craindre et la surchauffe des briques de la voûte et des pieds droits est évitée.
D'une rangée à l'autre et d'amont en aval les brûleurs 2 situés d'un même côté du plan transversal médian du four pénètrent à l'intérieur de ce dernier de quantités décroissantes d'une rangée à l'autre ; chaque rangée de brûleurs est ainsi alimentée par une couche distincte de la nappe d'air s'écoulant le long de la voûte, couche non perturbée par les brûleurs de la rangée précédente, cet effet favorable
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de l'étagement en hauteur se combinant d'ailleurs avec celui de la disposition en quinconce.
La forme d'exécution représentée aux fig. 6 et 7 présente des moyens de support des organes d'apport thermique, pour en permettre le déplacement et l'orientation, chaque organe d'apport thermique 2 étant du type porté par une pièce 9 qui permet de le régler séparément en direction et longitudinalement.
Les pièces 9 qui portent les organes d'apport thermique 2 d'une même rangée sont fixées à une traverse horizontale commune 10 qui s'étend au-dessus du four transversalement à lui et est elle-même fixée en son milieu à un chariot 11 capable de se déplacer le long d'un guide 12 se dressant au-dessus du four et formant chemin de roulement pour ce chariot. Ce guide 12 est constitué en l'espèce par une poutrelle disposée dans un plan longitudinal du four et sur les ailes de laquelle repose le chariot 11 par des galets de roulement 14.
A ce chariot est attelée l'extrémité d'un câble 15 passant par une poulie de renvoi 16 portée par la poutrelle 12, l'autre extrémité de ce câble 15 aboutissant à un treuil 17 que peut entraîner un moteur électrique 18 ; le treuil et le câble sont portés par une charpente 19 extérieure au four. On voit que lorsque le treuil entrainé par le moteur électrique 18 tourne, il se produit un déplacement du chariot 14 le long du guide 12 et par conséquent un déplacement de chacun des organes d'apport thermique 2 porté par la traverse 10 correspondante ; le déplacement de chacun de ces organes 2 s'effectuant obliquement de haut en bas et vice versa, il se produit un rapprochement ou un éloignement de l'organe 2 relativement à la charge.
Pour tenir compte de ces déplacements, les fluides nécessaires au fonctionnement de chaque organe d'apport thermique, supposé en l'espèce être un brûleur, à savoir donc le combustible, l'agent atomiseur, l'oxygène et l'eau (arrivée et départ) sont amenés à chaque brûleur par des canalisations flexibles, désignées respectivement par 21, 22, 23, 24 et 25 raccordant chaque brûleur à des branchements de canalisation d'amenée de ces fluides.
D'autre part, les guides 12 inclinés sont articulés à leur partie inférieure sur un support 26 porté par la charpente 27 du four, ce de façon à pouvoir pivoter autour d'un axe horizontal transversal au four ; à la partie supérieure de chacun d'eux est fixée une traverse 28 aux extrémités de laquelle sont articulées des barres 29 dont les extrémités opposées à celles articulées sur la traverse sont fixées à la charpente 27, pour l'un des jeux de barres, 19 pour l'autre, au moyen d'une broche 30 que l'on peut passer à volonté dans l'un ou l'autre de divers trous espacés de ces barres 29.
On voit donc qu'on peut ainsi en changeant de trou la broche correspondante, faire pivoter indépendamment chaque guide 12 autour de son articulation inférieure et, avec lui, tout l'ensemble qu'il supporte et qui est constitué par le chariot 14, la traverse 10 et la rampe d'organes d'apport thermique 2 portée par celle-ci, ce qui fait varier l'orientation de chacun de ces organes dans le plan longitudinal correspondant du four.
Bien entendu les câbles électriques nécessaires au fonctionnement des brûleurs sont également sous gaine flexible.
Sur ces mêmes fig. 6 et 7, la forme donnée au four, afin d'en faciliter la réalisation, n'est qu'approximativement aérodynamique, la voûte ayant à l'intérieur du four une forme en gradins inversés 33, 34 et le canal d'amenée d'air 35, incliné de bas en haut vers le centre du four, est réalisé pour l'écoulement calme et régulier de l'air vers les zones de brûleurs en voûte. Il peut être réalisé, soit par voûtes à plat décrochées, soit par mur accroché ou suspendu.
Chaque gradin comprend une partie horizontale 36, 37, arquée transversalement (fig. 7) et une partie verticale 38, 39, la partie verticale entre deux gradins successifs étant commune aux deux. Dans ces parties verticales 38, 39 sont ménagés des passages obliques pour la pénétration dans le four des brûleurs 2, ces passages étant convenablement agencés, quant à leur section et à leur profil, pour permettre les déplacements et les mouvements d'orientation des brûleurs ou autres organes d'apport thermique.
La variante de réalisation représentée à la fig. 8 diffère de la forme d'exécution précédente notamment en ce que la charpente, qui supporte le moto- treuil 17a, 18a du chariot de manaeuvre 11a roulant le long du guide 12a, comprend un plateau 41 horizontal et mobile verticalement le long de quatre glissières verticales de guidage 42. Ce plateau repose sur la tige mobile d'un cric 43, figuré ici comme étant un cric à main mais pouvant, bien entendu, être aussi un cric à moteur.
Les barres 29a de commande de l'inclinaison du guide 12a ont alors leurs extrémités inférieures articulées sur ce plateau 41 de sorte que le déplacement vertical de ce dernier sous l'action du cric 43 fait varier l'inclinaison du guide 12a. Une autre différence, utilisable indépendamment de la précédente, consiste en ce que l'articulation du guide 12a à sa partie basse n'est pas supportée par la charpente du four proprement dit comme à la fig. 6, mais par l'extrémité inférieure d'une tige verticale 45 fixée à une poutrelle 46 passant au-dessus du four.
Par ailleurs, la voûte aérodynamique 47 du four comprend, au point de passage de chaque organe d'apport thermique, une pièce réfractaire 48 percée de part en part d'un trou pour le passage dudit organe et dont les extrémités sont évasées afin de permettre les variations d'inclinaison de ce dernier.
Dans les deux exemples décrits ci-dessus le déplacement des chariots 11, lla le long des guides 12, 12a n'entraine pas de variation d'inclinaison concomitante des organes d'apport thermique 2, cette variation d'inclinaison étant commandée indépendamment. En utilisant un guide curviligne au lieu d'un guide rectiligne, on peut faire en sorte que le déplacement du chariot le long des guides produise une variation d'inclinaison du ou des organes d'ap-
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port thermique qu'il porte, cette variation d'inclinai- son dépendant de la courbure donnée aux guides, courbure qui peut être différente d'un point à un autre.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 9, on n'a pas, pour plus de simplicité, représenté les moyens de variation de l'inclinaison des organes d'apport thermique mais il est bien entendu que ceux-ci peuvent exister et être par exemple de l'un quelconque des types précédemment décrits ou bien de tout autre.
Dans cette forme d'exécution le moteur électrique 18b qui actionne le treuil 17b de déplacement du chariot 11b porteur d'une rampe d'organes d'apport thermique, est à deux sens de rotation et son alimentation se fait par l'intermédiaire de deux contacteurs, un pour chaque sens de rotation, placés dans un coffret 51. L'excitation de ces deux contacteurs est, elle-même, sous la dépendance d'un appareil indicateur ou enregistreur de type connu 52, à deux contacts séparés l'un de l'autre par une plage de largeur réglable, et qui sont reliés par des fils 53 à un appareil détecteur de distance 54 lié au chariot 11b de façon à se déplacer solidairement avec ce dernier. Cet appareil de sondage peut être d'un type connu quelconque à ultrasons, à rayons, etc.
Il vise la charge à l'intérieur du four à travers un passage 55 ménagé à cet effet dans la voûte. Suivant que la distance entre l'appareil détecteur de distance 54 et la charge, et par conséquent la distance entre les organes d'apport thermique et cette même charge, est plus grande qu'une limite supérieure prédéterminée ou plus petite qu'une limite inférieure, l'un ou l'autre des deux contacts de l'indicateur ou enregistreur 52 se ferme, le contacteur correspondant du coffret 51 est excité et le moteur 18b alimenté pour tourner dans le sens convenable et, par l'intermédiaire du treuil 17b, produire le déplacement du chariot 11b de façon à amener la distance en question entre les deux limites inférieure et supérieure prédéterminées.
Pour éviter tout pompage, un interrupteur périodique 56 est interposé sur le circuit d'alimentation du coffret 51 de sorte que la commande automatique est alors discontinue.
Une variante du dispositif de commande automatique précédent consiste à remplacer le détecteur de distance 54 par un détecteur de la température de la charge, par exemple une lunette pyrométrique. Dans ce cas, le mécanisme de déplacement du chariot 11b est d'un système tel qu'une fois son action déclenchée, il ne déplace le chariot que d'une faible distance et s'arrête automatiquement, il comporte, par exemple, à cet effet un dispositif connu d'arrêt du moteur électrique 18b après un nombre de tours prédéterminé, ou tout autre dispositif équivalent.
Le fonctionnement de cette variante est alors le suivant: l'interrupteur périodique 56 est réglé de manière que chacune de ses fermetures ne dure qu'un bref laps de temps, par exemple de l'ordre de une ou quelques secondes, tandis que les intervalles entre ces fermetures successives sont de l'ordre de une à deux minutes par exemple. Si, lors d'une de ces fermetures, la température de la charge s'écarte d'une valeur prédéterminée, il se produit un petit déplacement du chariot ; si ce déplacement suffit à corriger l'écart de température, il ne se produit pas d'autre déplacement lors de la fermeture suivante de l'interrupteur périodique 56 ; dans le cas contraire, si l'effet correcteur n'a pas été suffisant, un nouveau petit déplacement se produit et ce processus se répète indéfiniment.
Dans l'exemple de dispositif de commande automatique représenté aux fig. 10 et 11, le guide 12d du chariot lld porteur de la rampe d'organes d'apport thermique supporte un guide auxiliaire 61 le long duquel peut se déplacer un chariot auxiliaire 62 portant un palpeur 63 qui pénètre à l'intérieur du four. Ce chariot auxiliaire 62 est relié par un câble 62a à un treuil de manoeuvre 64 qu'actionne un moteur électrique 65.
L'alimentation du moteur 65 de déplacement du palpeur se fait par l'intermédiaire de deux contacteurs 67, 68 disposés en parallèle sur son circuit d'alimentation ; le contacteur 67, dont la fermeture fait tourner le moteur 65 dans le sens correspondant à l'avancement du palpeur 63 vers la charge dans le four, a sa bobine d'excitation 69 insérée dans un circuit 70 comportant un interrupteur 71 commandé par une horloge électrique 72, ou autre dispositif équivalent. Le contacteur 68 correspondant au recul du palpeur 63 a sa bobine 73 insérée dans un circuit 74 comprenant un interrupteur 75 de fin de course de recul du palpeur 63. Le contacteur 67, 69 a son contact 76 d'auto-excitation inséré dans un circuit 77.
L'alimentation du moteur 18d de déplacement des organes d'apport thermique se fait également par l'intermédiaire de deux contacteurs 78, 79 disposés en parallèle sur le circuit d'alimentation. Le contacteur 79 dont la fermeture correspond au sens de rotation du moteur 18d produisant l'éloignement des organes d'apport thermique a sa bobine 80 insérée dans un circuit d'excitation comprenant en outre un interrupteur à main 81 et un interrupteur 82 de fin de course de recul des organes d'apport thermique. Le contacteur 78 dont la fermeture correspond au rapprochement des organes d'apport thermique et de la charge a sa bobine 85 insérée dans un circuit 86 comprenant un interrupteur 87 commandé par un relais 88 dont le circuit d'excitation 89 comprend un inverseur 90.
Dans sa position de repos, c'est-à-dire quand sa bobine de commande 91 n'est pas excitée, cet inverseur 90 ferme un circuit 92 dans lequel est insérée une bobine 93 actionnant un interrupteur 94 solidaire de l'interrupteur 87 de telle sorte que lorsque l'interrupteur 87 est ouvert, l'interrupteur 94 qui est inséré dans le circuit 74 ferme ce circuit tandis que lorsque l'interrupteur 87 est fermé, l'interrupteur 94 coupe le circuit 74. La bobine 91 de commande de l'inverseur 90 est branchée aux bornes d'un pont d'équilibre désigné dans son ensemble par 96.
Le curseur du
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potentiomètre 97 de ce pont est relié au mécanisme de déplacement des organes d'apport thermique de manière à être déplacé en fonction du déplacement desdits organes, de préférence proportionnellement à ce déplacement. Le curseur de l'autre potentiomètre 98 du pont est, lui, relié au palpeur 63 par une liaison unidirectionnelle et à course morte de façon que le palpeur puisse l'entraîner quand il s'enfonce vers l'intérieur du four mais ne puisse pas le ramener en arrière. D'autre part, le circuit 70 renferme un contacteur 101 dont la bobine 102 est insérée dans un circuit 103 renfermant un bouton poussoir 104 de commande à main.
La bobine 102 actionne en outre un interrupteur 105 se trouvant dans un circuit 106 qui renferme un interrupteur 107 de fin de course disposé de façon à être ouvert par les organes d'apport thermique, ou le mécanisme d'entraînement de ces derniers, lorsqu'ils arrivent à leur position limite d'enfoncement à l'intérieur du four. Un autre interrupteur de fin de course 108 est disposé sur la trajectoire du palpeur 63 de façon à être fermé par ce dernier lorsqu'il arrive à une position limite prédéterminée d'enfoncement à l'intérieur du four, mais pour plus de simplicité les connexions de cet interrupteur 108 n'ont pas été figurées au dessin.
Le circuit 77 d'auto-excitation du contacteur 69, 67 renferme d'autre part un relais polarisé désigné dans son ensemble par 109. Ce relais 109 est constitué par un petit dash-pot dont le piston 109a est relié à l'interrupteur 94 de façon à être déplacé par ce dernier tant à l'ouverture qu'à la fermeture de cet interrupteur; le cylindre 109b du dash-pot est mobile et porte des contacts de fermeture du circuit d'auto- excitation 77, et un léger ressort 109c le sollicite vers sa position de fermeture dudit circuit.
Ce même circuit 77 d'auto-excitation renferme encore un autre interrupteur 94a, dont l'ouverture et la fermeture sont respectivement commandées par deux bobines 93a et 88a disposées en parallèle avec interposition d'un inverseur 90a dans un circuit 92a ; l'inverseur 90a est actionné par une bobine 91a placée dans un circuit 91b renfermant un contact 99 lié au contact de fin de course 75 de façon à être ouvert et fermé en même temps que ce dernier. L'inverseur 90a est agencé de telle façon que lorsque la bobine 91a n'est pas excitée il ferme le circuit de la bobine 93a, maintenant ainsi ouvert l'interrupteur 94a.
Le fonctionnement est le suivant Tout au début de l'opération, alors que le four vient d'être chargé, les organes d'apport thermique et le palpeur 63 sont à leur position de recul maximum dans le four. Les interrupteurs de fin de course 82 et 75 sont par suite ouverts tandis que les interrupteurs 107 et 108 de fin de course d'avance sont fermés.
En outre, dans cette position, il existe entre le nez du palpeur 63 et les extrémités ou têtes des organes d'apport thermique une distance égale à celle qui doit exister entre cette extrémité des organes d'apport thermique et la charge, et le pont électrique 96 est en équilibre. La fermeture à la main de l'in- terrupteur général 104 met sous tension la bobine 102 et les contacts 101 et 105 actionnés par cette bobine se ferment ; quand on relâche le bouton poussoir 104 cette bobine 102 est néanmoins alimentée, le courant passant. par les fils 106 et 103 ainsi que par le contact 105 qui est fermé.
Lorsque l'horloge électrique 72 ferme temporairement son contact 71 le courant passe par le circuit 70 dans la bobine 69 de sorte que les contacts 76 et 67 se ferment et que le moteur 65 est alimenté en courant de manière à tourner dans le sens correspondant au déplacement du palpeur 63 vers l'intérieur du four.
Dès le début de ce déplacement, le palpeur 63 entraîne le curseur du potentiomètre 98, le pont 96 est déséquilibré, du courant passe dans la bobine 91, laquelle actionne l'inverseur 90 qui vient fermer le circuit du relais 88, et ce dernier actionne l'interrupteur 87, lequel ferme le circuit 86 tandis que l'interrupteur 94 actionné en même temps coupe le circuit 74 ; d'autre part, dès que le palpeur a commencé de se déplacer, l'interrupteur de fin de course 75 s'est fermé mais le circuit 74 a été coupé du fait de l'ouverture de l'interrupteur 94.
Par ailleurs, la fermeture de l'interrupteur 75 de fin de course a entraîné la fermeture du contact 99, donc la fermeture du circuit 91b et la mise sous tension de la bobine 91a ; l'inverseur 90a ferme alors le circuit de la bobine 88a, laquelle actionne l'interrupteur 94a, ce qui ferme le circuit 77 d'auto-excitation du contacteur 67, 69.
La fermeture du circuit 86a mis sous tension la bobine 85 qui actionne l'interrupteur 78 et celui-ci se ferme, alimentant ainsi le moteur 18d d'entraînement des organes d'apport thermique et, ce, de façon à le faire tourner dans le sens correspondant à l'enfoncement de ces organes dans le four, c'est-à-dire à leur rapprochement de la charge. Il est en même temps communiqué au curseur du potentiomètre 97 un déplacement lié à celui des organes d'apport thermique suivant la même loi que celle qui lie le déplacement du curseur du potentiomètre 98 à l'avance du palpeur 63.
Lorsque le palpeur 63 rencontre la charge, un embrayage glissant interposé dans sa liaison avec le moteur 65 permet à celui-ci de continuer néanmoins à tourner, les organes d'apport thermique et le curseur du potentiomètre 97 continuant leur déplacement jusqu'à ce que l'équilibre du pont soit rétabli ; à ce moment-là, l'inverseur 90 coupe le circuit 92 d'alimentation de la bobine 88 et referme le circuit 92 d'alimentation de la bobine 93, tandis que l'interrupteur 87 coupe le circuit 86 ;
le contacteur 78, 85 n'étant plus excité retombe et le moteur 18d s'arrête, les organes d'apport thermique ayant ainsi leurs extrémités à une distance de celle du palpeur 63 égale à la distance qui existait initialement, c'est- à-dire qu'ils se trouvent de nouveau à la distance convenable de la charge. L'excitation de 1a bobine 93 ramène l'interrupteur 94 à sa position initiale fermant le circuit 74.
Dans son mouvement, l'inter- rupteur 94 entraîne avec lui le piston 109a du relais temporisé 109, et avec lui le cylindre 109b, l'air
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contenu dans le cylindre ne pouvant s'échapper assez vite du fait de la fermeture de la soupape 109d dès la moindre élévation de pression dans le cylindre. En se déplaçant, le cylindre 109b coupe le circuit 77 d'auto-excitation du contacteur 67, 69 qui retombe mais la fermeture du circuit 74 par l'interrupteur 94 a eu pour effet de mettre sous tension le contacteur 68, 73 dont le contact 68 se ferme, ce qui alimente le moteur 65 de façon à le faire tourner dans le sens correspondant au retour du palpeur 63 ;
celui-ci revient alors en arrière mais sans entraîner le curseur du potentiomètre 78 afin de ne pas troubler l'équilibre du pont 96 et ce jusqu'à ce qu'il rencontre l'interrupteur 75 de fin de course de retour, ce qui coupe le circuit 74 et fait retomber le contact 68, coupant ainsi l'alimentation du moteur 65. En même temps le contact 99 lié à l'interrupteur 75 s'ouvre, coupe le circuit 91b, la bobine 91a est désexcitée, l'inverseur 90a retombe, coupant le circuit de la bobine 88a et fermant celui de la bobine 93a qui, excitée, attire l'interrupteur 94a, ce qui coupe le circuit 77 d'auto-excitation du contacteur 67, 69.
Pendant ce temps le cylindre 109b du relais temporisé retombe lentement sous l'action duressort 109c,leretour du cylindre à sa position de fermeture du contact inséré dans le circuit 77 étant freiné par l'air qui s'échappe lentement dudit cylindre par le petit orifice 109e. Le circuit 77 demeure cependant coupé puisque l'interrupteur 94a a été ouvert entre temps.
Le relais temporisé 109 est en effet réglé de façon que cette durée du retour du cylindre 109b soit assez lente pour que le palpeur 63 soit entre temps revenu à sa position initiale et ait ouvert le contact 79 ; autrement dit le relais 109 doit être réglé de façon que le temps qu'il met à se refermer soit supérieur au temps mis par le palpeur 63 à effectuer, en marche arrière, la totalité de sa course possible. En outre l'horloge 72 est réglée de façon que l'intervalle de temps entre deux fermetures successives du contact 71 soit supérieur au temps total mis par le palpeur à effectuer, aller et retour, sa course maximum augmenté du temps entre l'ouverture de l'interrupteur 94a et le retour en position de contact du relais temporisé 109.
Lors de la fermeture suivante par l'horloge 72 de son contact 71, les choses se passent comme ci- dessus, à cela près que le déplacement du palpeur 63 n'entraîne pas tout d'abord le déplacement concomitant du curseur du potentiomètre 98, et donc n'occasionne pas de déséquilibre du pont 96, jusqu'à ce que le palpeur 63 soit revenu dans la position où il s'était arrêté à l'opération précédente ; à ce moment-là le palpeur 63 entraîne de nouveau le curseur du potentiomètre 98 jusqu'à ce qu'il soit de nouveau en contact avec la charge et le processus précédemment décrit se répète.
Lorsque les organes d'apport thermique arrivent à leur position limite d'enfoncement à l'intérieur du four, le contact 107 de fin de course s'ouvre, ce qui coupe le circuit 108 et fait cesser l'alimentation de la bobine 102, de sorte que l'ensemble de la commande automatique est mis hors circuit jusqu'à nouvelle fermeture de l'interrupteur général 104.
Entre temps, on a ramené les organes d'apport thermique dans leur position initiale de retrait maximum par enfoncement du bouton poussoir 80, ce qui a fermé le circuit de la bobine 81 et produit la fermeture de l'interrupteur 79 qui assure l'alimentation du moteur 18d pour le faire tourner dans le sens correspondant au retour des organes d'apport thermique, la course de retour de ceux-ci se poursuivant jusqu'à l'ouverture de l'interrupteur de fin de course 82, ce qui coupe l'alimentation de la bobine 80 et fait retomber l'interrupteur 79.
Avec des brûleurs disposés comme sur les fig. 1 à 5 on peut n'utiliser à la fois que ceux situés d'un même côté du plan transversal médian du four, c'est- à-dire du côté adjacent à la tête par où arrive l'air chaud, et utiliser l'autre moitié des brûleurs lors de l'inversion de marche. Mais on peut aussi utiliser simultanément tous ces brûleurs en les orientant et en les décalant en hauteur convenablement, comme le montrent les fig. 16 et 17, et en inversant leur échelonnement en hauteur et leur orientation lors de l'inversion de marche.
Toutefois, avec la disposition représentée sur ces figures 1 à 5, la rangée de brûleurs située le plus en aval dans chaque cas ne pourrait pas être correctement utilisée ; il est préférable alors de disposer cette rangée un peu plus loin de l'autel vers l'intérieur du four.
Les fig. 12 et 13 montrent une forme d'exécution présentant l'aménagement sous la voûte de cloisons longitudinales 110 courant entre les brûleurs jusqu'à ceux situés le plus en aval et délimitant entre elles des canaux de canalisation de l'air vers ces derniers brûleurs afin de contribuer à éviter la formation de zones perturbées et à assurer ainsi une bonne alimentation de ces brûleurs les plus avancés, chacun d'eux ayant son propre canal d'adduction d'air.
Dans le four de la fig. 14, un conduit d'amenée d'air 112 est subdivisé en trois par deux cloisons transversales 113, 114 qui se prolongent sur une certaine distance à l'intérieur du four sous la forme de voûtes superposées. La partie voûtée de la cloison 113 qui est la plus voisine de la voûte extérieure 115 du four se termine en un point intermédiaire entre les organes d'apport thermique situés le plus en aval et ceux situés immédiatement en aval, ces derniers traversant cette partie voûtée de la cloison 113 et étant ainsi alimentés par le fluide arrivant par le conduit situé entre les cloisons 113 et 114,
tandis que les organes d'apport thermique situés le plus en amont le sont par le conduit se trouvant entre la cloison 113 et la voûte extérieure 115 ; la cloison 114 qui est la plus voisine du mur d'autel 116 a sa partie voûtée qui se termine entre les brûleurs situés le plus en amont et ceux se trouvant immédiatement en aval, et cette partie voûtée est traversée par ces brûleurs amont de sorte que ces derniers sont alimentés par
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la nappe de fluide circulant entre le mur d'autel 116 et la cloison voisine 114.
La fig. 15 représente la combinaison d'un four comportant un cloisonnement par voûtes étagées, comme celui qu'on vient de décrire en se référant à la fig. 14, avec un cloisonnement par cloisons longitudinales du genre de celui des fig. 12 et 13. On y a désigné par 121 et 122 les voûtes cloisonnantes, par 123 quatre cloisons longitudinales s'étendant entre les voûtes 121 et 122 et délimitant ainsi trois conduits dans chacun desquels débouche un des organes d'apport thermique de la rangée située entre celle le plus en amont et celle le plus en aval.
De même, entre la voûte extérieure 124 et la voûte 121 existent quatre cloisons longitudinales 125 qui délimitent entre elles et avec les voûtes adjacentes trois conduits dans lesquels débouchent respectivement les extrémités des organes d'apport thermique de la rangée située le plus en aval, lesquels sont situés dans les mêmes plans longitudinaux que les organes de la rangée située immédiatement en aval. Les organes d'apport thermique de la rangée située le plus en amont débouchent au-dessous de la voûte cloisonnante 122 qui ne porte pas en dessous d'elle de cloisonnement longitudinal. Les organes d'apport thermique de cette dernière rangée sont ici au nombre de quatre et sont disposés en quinconce par rapport à ceux des autres rangées qui n'en comportent chacune que trois.
Dans ce type de four, chacun des organes d'apport thermique, à l'exception de ceux de la rangée le plus en amont, est donc alimenté en comburant gazeux par un conduit qui lui est propre.
Cette alimentation séparée de chaque organe d'apport thermique en comburant gazeux est-poussée à son maximum dans la forme d'exécution du four représentée aux fig. 18 et 19. Dans ce type de four, il n'y a plus de mur d'autel et le comburant gazeux est amené à chaque brûleur à travers la voûte même du four par un conduit distinct 128, extérieur au four, et tous ces conduits 128, qui sont coudés vers le bas, sont réunis à leur base par une plaque 129 en forme de croissant qui encercle extérieurement la tête du four et qui coiffe l'extrémité supérieure, évasée également en forme de croissant, d'un conduit 130 d'amenée de comburant gazeux.
A la base de chaque conduit 128 peut être prévu un registre ou tout autre moyen équivalent, au moyen duquel il est possible de doser, séparément pour chaque conduit, la quantité de comburant gazeux qui passe pour se rendre à l'organe d'apport thermique alimenté par ce conduit. Bien entendu, un tel four peut être muni de tous les moyens de déplacement, à main ou automatique, des organes d'apport thermique.
Quelle que soit la forme d'exécution envisagée, il est bon que le four soit muni de moyens indicateurs de la position des organes d'apport thermique, moyens dont les fig. 20 à 22 représentent deux exemples de réalisation. Sur la fig. 20 ces moyens sont constitués par un bras indicateur 131 qui est fixé à une traverse 132 portant au moins un organe d'ap- port thermique, bras qui est disposé parallèlement audit organe et dont l'extrémité inférieure est au même niveau que celle de cet organe d'apport thermique.
Dans ces conditions, ce bras 131 participe aux déplacements de la traverse 132 et par conséquent aux déplacements et aux changements d'orientation de l'organe d'apport thermique dont i1 indique ainsi la position exacte à chaque instant.
Dans la variante de réalisation représentée aux fig. 21 et 22 le bras indicateur précité est remplacé par une plage lumineuse, allongée dans le sens. vertical et étroite dans le sens horizontal, qui est formée sur la façade du four par un pinceau lumineux 133 qui provient d'une source lumineuse 134 portée par une crémaillère 135 mobile verticalement dans un guide 136 et qui est en prise avec une roue dentée 137 engrenant avec une autre roue dentée 138 calée sur l'axe d'une poulie, de même diamètre que ces roues, et sur laquelle passe un câble 140 tendu par un contrepoids 141,
l'autre extrémité de ce câble passant sur une poulie de renvoi 142- et étant attachée à l'extrémité de la traverse 132a qui porte le ou les organes d'apport thermique. L'ensemble est agencé de façon que l'arête inférieure de la plage lumineuse formée sur la façade du four soit au même niveau que l'extrémité du ou des organes d'apport thermique. Il est visible que cette arête inférieure se déplace en même temps que la traverse 132a et de quantité égale au déplacement de celle-ci de sorte qu'elle indique toujours avec précision le niveau de l'extrémité du ou des brûleurs.
On peut aussi substituer à la source lumineuse déplaçable un obturateur ou cache interceptant la partie inférieure d'un faisceau lumineux issu d'une source fixe, l'arête inférieure de la plage lumineuse indicatrice du niveau des organes d'apport thermique étant déterminée par le bord de ce cache se dépla- çant avec lesdits organes, par exemple en leur étant relié de la même façon que l'était la source lumineuse mobile sur la fig. 21.
Tout l'ensemble des commandes automatiques d'un four, quel que soit son type, peut être asservi à la manoeuvre des portes de chargement du four, de façon à ne pouvoir entrer en action tant que des portes sont ouvertes, leur ouverture produisant d'abord le rappel des organes d'apport thermique à leur position de recul maximum, puis la mise hors circuit des commandes automatiques, la remise en circuit de ces dernières étant produite par la fermeture desdites portes, ce par une liaison électrique ou mécanique entre ces portes et les dispositifs de commande automatique, par exemple avec les boutons- poussoirs 107, 80 et 104 (voir fig. 11).
Les fi-. 23 à 26 se rapportent à une autre forme d'exécution du four, sur ces figures on a désigné par 151, dans son ensemble, chacun des deux panneaux constituant par leur juxtaposition la voûte du four ; chacun de ces panneaux s'étend sur toute la largeur et sur la moitié de la longueur du four ; ils s'encastrent, tout en étant déplaçables en hauteur, dans l'ori-
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fice supérieur, rectangulaire, du four 152. Chacun d'eux comprend un solide cadre métallique 153, aux bords relevés vers le haut, ce qui lui donne l'apparence d'une cuvette plate, et dont le fond est subdivisé en multiples cases par des traverses 154.
Ces cadres métalliques 153 servent de supports à des pièces de garniture réfractaires 155, chacune attachée à son cadre comme le sont les pièces de voûtes suspendues ou de murs accrochés de types connus. Les côtés relevés des cadres sont aussi garnis de telles pièces. Dans chaque case du fond d'un cadre ce revêtement réfractaire comporte un trou pour le passage d'un brûleur 156. En l'espèce, il existe, sur chaque cadre, cinq rangées, espacées longitudinalement, de chacune cinq brûleurs espacés transversalement au four. A chaque panneau 151 est associé un appareil de levage 157 disposé sur le côté du four et qui possède un bras 158 auquel est fixé, par l'intermédiaire de caissons 159, le cadre 153 de ce panneau.
Chaque appareil de levage 157 est une sorte de cric vertical au pied fixé dans le sol par l'intermédiaire d'un pivot 160 et dont l'élément mobile 161 porte ce bras 158. Ce cric à crémaillère, mais qui peut être de tout autre type, est actionnable, pour ce qui est des déplacements en hauteur, par un moteur 162 à deux sens de marche et à réducteur, porté par le fût rotatif 163 de l'appareil de levage, et, pour ce qui est du pivotement, par un moteur 164 fixé au sol.
Chaque appareil de levage sert de support à des tuyauteries comportant des tronçons fixes et d'autres souples, permettant tous les mouvements de descente, de montée, et de rotation du bras 158, et assurant l'alimentation de tous les brûleurs du panneau en combustible et comburant.
Le moteur 162 est commandé, soit à la main par un opérateur, soit automatiquement, de la façon décrite plus haut pour le moteur opérant le déplacement automatique d'un groupe de brûleurs, groupe auquel se trouve ici simplement substitué un panneau de voûte suspendu.
Il est à noter que les brûleurs d'un même panneau peuvent être montés, tous ou seulement certains d'entre eux, de manière à être aussi de position réglable, à la main ou par commande mécanique à main ou automatique, par rapport au cadre qui les supporte, en particulier à être orientables, et ce isolément ou solidairement, de la façon décrite plus haut pour les organes d'apport thermique traversant une voûte fixe.
On remarquera que dans la disposition décrite, il est formé en amont de chaque porte de chargement 165 une rangée de brûleurs espacés les uns des autres transversalement au four, de sorte que la flamme de ces brûleurs peut se développer avec le maximum d'intensité, dès le début du chauffage, dans les dénivellations transversales qui existent entre deux tas de matière à fondre formés en face de deux portes de chargement successives, ce qui accroît encore la rapidité de la fusion.
Lorsque le four est en fonctionnement, l'appareil de levage est actionné, à la main ou automatiquement, de façon que le panneau de voûte, correspondant à la tête de four en activité, s'abaisse avec les brûleurs qu'il porte, à mesure que la fusion progresse ; un avantage important est qu'il en résulte une diminution du volume intérieur du four et par conséquent le maintien à une valeur constante, ou sensiblement constante, du volume de combustion reconnue nécessaire pour le développement de la flamme ou la diffusion des calories requises, ce qui se traduit par l'obtention de la plus haute température pour les conditions de marche du moment imposées par l'état de la charge.
Lors de l'inversion de marche, on remonte le panneau de voûte dont les brûleurs sont arrêtés, dans la mesure nécessaire pour assurer, par éloignement, une moindre fatigue thermique à ce panneau qui n'est plus protégé par l'air de combustion affluant aux brûleurs quand ils sont en marche ; vers la fin de la fusion, et lorsqu'il s'agit de chauffer la masse liquéfiée, on peut marcher avec les deux panneaux de voûte abaissés tous deux dans le four, éventuellement l'un plus que l'autre suivant la tête de four en action.
Lors du chargement, le four décrit offre le gros avantage, comme le montre la fig. 26, de permettre de dégager totalement l'orifice supérieur du four en soulevant complètement hors de celui-ci le panneau de voûte au moyen de l'appareil de levage et en amenant ce panneau sur le côté du four par rotation du bras 158. On peut ainsi charger le four verticalement par le haut au moyen d'une benne à grande capacité, ce qui réduit considérablement la durée de chargement usuelle d'un tel four.
Dans une dernière forme d'exécution du four représentée à la fig. 27, l'ensemble du four 170 est déplaçable en hauteur grâce à des vérins hydrauliques 171 sur lesquels il repose ; des joints glissants 172 relient les têtes de four aux conduits de circulation de l'air de combustion. Le déplacement relatif en hauteur rentre la sole du four et les brûleurs 174 est ainsi obtenu par le déplacement du four sous l'action des vérins, ceux-ci constituant les moyens dont le four est doté pour réaliser un tel déplacement.
Les brûleurs 174 et la voûte pourraient être fixes, auquel cas le four comporterait des portes de chargement latérales comme les fours usuels, mais il est avantageux que la voûte soit réalisée sous forme de deux panneaux 175, dont chacun est suspendu à un bras 176 agencé de façon à pouvoir tourner comme le bras 158 (fig. 25 et 26), ou à s'effacer sur le côté de toute autre manière, pour dégager le dessus du four et permettre le chargement par le haut comme sur la fig. 26. Au lieu d'être composé de deux panneaux 175, la voûte peut en comporter un plus grand nombre, ou au contraire un seul.
Que la voûte soit fixe ou mobile, ces brûleurs 174, qui sont ici portés par ces panneaux 175 et font bloc avec eux, participant ainsi à leurs déplacements, pourraient être por-
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tés comme décrit précédemment pour les fours à voûte fixe et brûleurs mobiles, ou comme dit ci-dessus pour la forme d'exécution des fig. 23 à 26. De même le fonctionnement des vérins peut être commandé, à la main ou automatiquement, par des moyens semblables à ceux décrits pour commander le déplacement des brûleurs mobiles, l'alimentation des vérins en fluide sous pression se substituant simplement à l'alimentation des moyens moteurs électriques en courant électrique.