CH657695A5 - Four a chambres ouvertes, pour la cuisson de blocs carbones, comportant une pipe de soufflage. - Google Patents
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Description
L'invention concerne un four à chambres ouvertes, comme indiqué dans le préambule de la revendication 1.
Les blocs carbonés et, en particulier, ceux qui forment les anodes pour la production électrolytique d'aluminium par le procédé Hall-Héroult à «anodes précuites» sont obtenus par moulage d'une pâte carbonée essentiellement constituée de brai et de coke broyé et par cuisson à 1100-1200° C en une centaine d'heures.
La cuisson est effectuée dans des fours dits à «feu tournant»
dont un des types les plus utilisés est le four à chambres ouvertes, constitué de chambres successives, limitées longitudinalement par des murs transversaux et divisées en alvéoles par des cloisons chauffantes à l'intérieur 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 ouvertures dites «ouvreaux» pour la mise en place des brûleurs et des sondes de mesure de la température.
Les 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 combustion 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 brûleurs sont progressivement déplacés (feu tournant), de telle sorte que chaque charge d'anodes, dans une chambre donnée, est successivement préchauffée (en 2 ou 3 jours), soumise à la cuisson (pendans 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, tous les alvéoles d'une même chambre au collecteur général de fumées disposé le long du four et relié lui-même 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 importante d'air froid à travers la chambre morte, ce qui nuit au rendement thermique du four.
Pour supprimer cet inconvénient, la requérante avait, dès 1979, dans son usine de Saint-Jean-de-Maurienne, supprimé la chambre morte en plaçant la pipe d'aspiration sur une cloison chauffante de la chambre de préchauffe. De même, dans le brevet FR-A-2 488 685, on a proposé 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 mur transversal.
Cependant, cette disposition ne permet pas de modifier les dispositions constructives susceptibles d'améliorer la solidité mécanique, l'étanchéité et l'isolation thermique des murs transversaux dans leur partie supérieure, car il faut 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 même 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 et difficile à étancher.
L'invention a pour but d'obvier aux inconvénients qui viennent d'être mentionnés en fournissant un four muni d'une pipe de soufflage permettant d'introduire l'air de refroidissement et de combustion par les ouvreaux des cloisons chauffantes.
A cet effet, le four selon l'invention présente les caractéristiques spécifiées dans la revendication 1. L'invention sera mieux comprise grâce à la description détaillée qui va suivre de formes d'exécution du four, faite à titre d'exemple, en se référant au dessin annexé, dans lequel:
La figure 1 représente en plan, de façon schématique, une partie d'un four à chambres ouvertes de type classique;
la figure 2 représente une coupe transversale, selon AA, d'une pipe d'aspiration conformément à l'art antérieur;
la figure 3 représente, en éclaté partiel, deux chambres adjacentes, dont l'une correspond à l'art antérieur et l'autre à l'invention, et la figure 4 représente, en coupe verticale longitudinale, une portion d'un four de cuisson conforme à l'invention.
Le four de cuisson, qui est le plus souvent constitué de deux travées parallèles, est formé par des successions 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 divisée en alvéoles (3) par des cloisons chauffantes creuses (4), munies de chicanes (5) pour assurer une répartition des gaz chauds (ou froids) dans tout leur volume. Les alvéoles communiquent entre eux par des regards (6) obturables par des volets, et ouverts à leur partie supérieure. Les anodes (7) sont empilées dans chaque alvéole (3) dans un enrobage de granulé carboné (8).
Les brûleurs, non représentés, sont fixés à une passerelle mobile (20) qui se déplace, progressivement, pendant le cycle de cuisson.
Les fumées 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 alvéoles (3) au collecteur général de fumée (11) disposé le long du four.
Dans cette disposition, la chambre située en aval de la pipe (9) par rapport au sens de progression du four indiqué par la flèche sur la figure 1 est une chambre «morte», comme on l'a vu précédemment expliqué.
Il est possible de supprimer cet inconvénient en disposant la pipe d'aspiration sur les ouvreaux des cloisons chauffantes de la chambre de la zone de préchauffage voisine de ce mur transversal (FR-A-2 448 685 déjà cité).
Le perfectionnement, objet de la présente invention, consiste à disposer au moins une pipe de soufflage (12A, 12B) permettant d'introduire l'air de refroidissement et de combustion par les ouvreaux (13) des cloisons chauffantes (4), à supprimer l'ouverture supérieure des regards (6), qui était un point fragile, et à la remplacer par une simple fente (15) plus étroite que la largeur du mur (2) au droit du
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regard (6). Par cette fente (15), on peut introduire ou retirer les volets (10) dits «registres», qui permettent d'établir ou de supprimer la communication entre les chambres adjacentes.
Normalement, on dispose une pipe de soufflage (12A) dans la zone de refroidissement et une pipe de soufflage (12B) dans la zone de préchauffage d'air, qui est, en même temps, une zone de refroidissement.
Sur la figure 3, les deux regards (6) du mur (2A) sont représentés dans la disposition de l'art antérieur. La partie supérieure (14) est largement ouverte. Il en résulte une fragilité certaine et on ne peut maintenir l'étanchéité de ce regard qu'au prix de fréquentes opérations d'entretien.
Dès le moment où l'aspiration des fumées et, conformément à la présente invention, le soufflage d'air froid sont effectués par les ou- 15 vreaux (13), la partie supérieure (14) peut être fermée, comme cela apparaît sur la partie gauche de la figure 3, en (2B), et ne comporte plus qu'une simple fente (15). Cette modification, en apparence minime, a des conséquences importantes sur la durée de vie du four et les coûts d'entretien. La fente (15), qui permet le passage des registres d'isolement (volets) (10) entre les alvéoles, est rendue étanche par un simple couvercle. En outre, cette disposition permet de contrôler avec précision les quantités d'air introduites dans la zone de feu pour assurer la combustion optimale.
Enfin, on peut, à la construction, réduire la largeur des murs (2) qui n'ont plus à supporter la charge des pipes d'aspiration et de soufflage; on peut donc la réduire à ce qui est strictement nécessaire à la mise en place et au coulissement des registres d'isolement (10), ce qui procure un gain sensible en coûts d'investissement et d'entretien et aussi une réduction des pertes thermiques qui se produisaient, dans la technique antérieure, au droit des murs et, particulièrement, à la partie supérieure ouverte (14) des regards (6).
La mise en œuvre de l'invention constitue donc un progrès notable dans la technique des fours à chambres ouvertes.
R
3 feuilles dessins
Claims (4)
1. Four à chambres ouvertes, pour la cuisson de blocs carbonés (7) destinés notamment à la production électrolytique d'aluminium par le procédé Hall-Héroult, constitué par une succession de chambres délimitées par des murs latéraux (2) munis, à leur partie supérieure, de regards (6), qui mettent les chambres en communication et que l'on peut obturer par des registres d'isolement (10), chaque chambre étant divisée en alvéoles (3) par des cloisons chauffantes creuses (4) dans lesquelles circulent l'air et les gaz de combustion, chaque cloison comportant, à sa partie supérieure, des ouvreaux (13), l'ensemble du four, en fonctionnement, comportant dans le sens de progression du feu une zone de refroidissement, une zone de préchauffage et une zone de plein feu, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une pipe (12A, 12B) de soufflage d'air de refroidissement disposée sur les ouvreaux (13) des cloisons (4).
2. Four, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une pipe de soufflage (12A) disposée dans la zone de refroidissement et une pipe de soufflage (12B) disposée dans la zone de refroidissement et préchauffage d'air.
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REVENDICATIONS
3. Four, selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les regards (6) des murs latéraux (2) débouchent à l'extérieur par une fente étroite (15) de largeur inférieure à l'épaisseur du mur (2) au droit du regard (6) et permettant l'introduction ou l'enlèvement des registres d'isolement (10).
4. Four, selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la largeur des murs latéraux (2) est réduite à la largeur strictement nécessaire pour assurer la mise en place et le coulissement des registres d'isolement (10).
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