EP0053049A1 - Dispositif de protection de l'embouchure d'un four rotatif - Google Patents

Dispositif de protection de l'embouchure d'un four rotatif Download PDF

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EP0053049A1
EP0053049A1 EP81401602A EP81401602A EP0053049A1 EP 0053049 A1 EP0053049 A1 EP 0053049A1 EP 81401602 A EP81401602 A EP 81401602A EP 81401602 A EP81401602 A EP 81401602A EP 0053049 A1 EP0053049 A1 EP 0053049A1
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flange
oven
furnace
metal
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Alain Chielens
Bernard Boussekey
Bernard Deschamps
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Fives Cail Babcock SA
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Fives Cail Babcock SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
    • F27B7/20—Details, accessories or equipment specially adapted for rotary-drum furnaces

Definitions

  • the present invention relates to a device for protecting the mouth of a rotary tubular oven at the outlet end of hot products.
  • a device of this type consisting of a ring of refractory material which covers the inner surface of the end of the furnace shell and the front face of a metal flange fixed on the end of the latter.
  • the flange and the end of the ferrule are cooled by the circulation of air supplied and discharged by two annular section passages formed between the furnace ferrule and two concentric ferrules thereto.
  • the object of the present invention is to improve this device by also ensuring the cooling of the interior surface of the shell of the furnace.
  • the protective device which is the subject of the present invention is characterized in that the flange is integral with a metal ring supporting the ring in refractory material and disposed inside the shell, concentrically thereto, the said metal ring is spaced radially from the interior surface of the furnace shell, and the space thus provided communicates, on the one hand, with the external annular passage by passages formed between the flange and the end of the furnace shell and, d on the other hand, with the internal annular passage through holes drilled in the shell of the furnace, away from its end.
  • Baffle plates partially block the end of the interior passage adjacent to the flange and cause the deflection of part of the air supplied by one of the passages to the space formed between the metal ring and the shell of the furnace so as to ensure the simultaneous cooling of the surfaces inside and outside of the shell.
  • the protective device is advantageously formed, in a conventional manner, of contiguous segments, each segment consisting of one or more blocks of concrete or refractory bricks attached to a metal support, said blocks forming the ring of refractory material and the supports metal constituting the flange and the metal ring.
  • the metal supports of the segments are kept away from the furnace shell by cleats fixed on these supports or on the shell.
  • the segments are positioned radially by means of cleats placed between the internal surface of the furnace shell and the part of the supports forming the metal ring, and by lugs fixed on the part of the supports forming the flange and in contact with the external surface. of the oven shell.
  • the deflecting sheets can be fixed on these legs.
  • the segments may be fixed to the furnace by means of rods arranged parallel to the axis of the furnace, outside the shell, and one end of which is attached to lugs secured to the supports, and of elastic elements bearing on the oven shell and exerting a tensile force on the other end of the rods.
  • These elastic elements may consist of elastic washers compressed between tabs welded to the ferrule and nuts screwed onto the threaded end of the rods.
  • the cooling air can be supplied by an annular distributor surrounding the oven.
  • the air coming from the distributor will be blown either in the external passage or in the internal passage, at their end remote from the flange.
  • Seals will be provided between the distributor and the ferrules delimiting the passage where the air is blown.
  • These joints may be formed of flexible sheets partially overlapping, fixed on the distributor and rubbing on the ferrules.
  • the terminal part of the ferrule 10, between its end and the stop 14, is protected by a ring formed by several contiguous segments constituted by concrete blocks molded on metal supports to which they are attached by anchoring elements.
  • Each support is formed of three parts: an inner part 16 of cylindrical shape arranged parallel to the axis of the furnace, an intermediate part 18 planar and perpendicular to the par tie 16 and an outer part 20 parallel to the axis of the oven.
  • This support may be in one piece and come from the foundry or formed from parts assembled by welding.
  • the parts 16 and 20 form two concentric rings and of the same axis as the ferrule 10, one inside and the other outside the ferrule, and the parts 18 form a flange connecting them.
  • each segment comprises two contiguous concrete blocks: an inner block 22 attached to part 16 of the support by means of anchoring elements 24 and an outer block 26 attached to part 16 by means of elements anchor 28; the joint between the two blocks is located in the extension of the interior surface of part 16 of the support.
  • the coating of the supports 16 - 18 - 20 could also be formed of refractory bricks.
  • Each ring segment is fixed to the furnace by means of one or more rods 30 arranged parallel to the axis of the furnace, outside the ferrule 10; one end of these rods is bent in the form of a hook and engages in the notch of a tab 32 welded to the part 18 of the support; the other end of the rods is threaded and carries a nut which bears, by means of elastic washers 33 on tabs 35 welded to the ferrule 10.
  • the part 18 of the metal support of the segments is kept away from the end of the ferrule by cleats 34 welded to the support or the ferrule.
  • the position of the segments is fixed by the lugs 32 which are supported on the outer surface of the shell and by cleats 36 which provide a space 37 between the part 16 of the support and the shell; these cleats can be welded to the supports or the ferrule.
  • Two ferrules 38 and 40 are fixed concentrically on the ferrule 10 by conventional means not shown and form two passages with annular section 42 and 44.
  • the ring formed by the parts 20 of the segment supports surrounds with a small clearance the adjacent end of the shell 38 and an asbestos braid 45 constituting a seal is compressed between the end of this shell and the flange formed by the parts 18 of the supports.
  • the end of the ferrule 40 is spaced from this flange, and sheets 46 forming a deflector and fixed on the tabs 32 partially close the end of the interior passage 44.
  • Holes 48 drilled in the ferrule 10, near the annular stop 14 communicate the space 37, formed between the ferrule and the ring formed by the parts 16 of the supports of the segments, with the passage 44.
  • Fresh air supplied by an annular distributor 50 surrounding the furnace is admitted under pressure at the upstream end of the outer passage 42. Part of this air is diverted by the deflectors 46 towards the passages formed between the end of the shell 10 and the flange formed by the parts 18 of the supports of the segments, penetrates through these passages in the space 37 and exits therefrom the orifices 48; this current of air cools the inner surface of the ferrule 10.
  • the cleats 34 and 36 are sufficiently circumferentially spaced on the ferrule 10 so as not to hinder this flow of air.
  • the other part of the air enters the interior passage 44 through the slots made between the sheets 46 and the ferrules 10 and 40; this air flow cools the outer surface of the shell.
  • the distributor 50 is fixed to the cover 52 of the oven and a seal ensures the seal between the cover and the ferrule 38.
  • This seal consists of segments 54 hinged together so as to form a ring carried by the ferrule 38 and maintained with play between two flanges integral with the cover.
  • the seal between the distributor 50 and the shell 40 is provided by a joint called "scales" which is formed by a series of flexible sheets 56 partially overlapping and which are fixed on the distributor and rub on the ferrule.
  • FIG. 2 differs from that of FIG. 1 only by the substitution of two scale seals 60 and 62 for the segment seal 54, one of the seals ensuring the airtightness between the hood of the oven 52 and the ferrule 38 and the other being placed between the latter and the air distributor 50.
  • the direction of air circulation has been reversed: the air coming from the distributor 50 is blown into the interior passage 44 and is evacuated by the exterior passage 42. Part of the the air circulating in the passage 44 penetrates, through the orifices 48, into the space 37 and then joins, through the passages formed between the end of the shell 10 and the flange formed by the parts 18 of the supports for the segments, 'other part of the air which circulates around the sheets 46.
  • the total air flow is evacuated by the passage 4 2 .
  • Scale seals 64, 66 and 68 provide sealing between the hood of the oven 52 and the shell 38, between the air distributor 50 and the shell 40 and between the distributor and the shell 10, respectively.

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Abstract

L'invention a pour objet un dispositif de protection de l'embouchure d'un four tubulaire rotatif constitué par un anneau en béton réfractaire qui recouvre la surface intérieure de l'extrémité de la virole et la face avant d'une bride fixée sur celle-ci.
Pour permettre de refroidir à la fois la surface extérieure et la surface intérieure de la portion terminale de la virole (10) du four, l'invention propose de rendre la bride (18) solidaire d'un anneau métallique (16) supportant l'anneau en béton (22, 26) et disposé à l'intérieur de la virole, concentriquement à celle-ci, en ménageant entre l'anneau et la virole un espace (37) qui communique avec des passages d'amenée et d'évacuation d'air de refroidissement (42, 44).

Description

  • La présente invention a trait à un dispositif pour protéger l'embouchure d'un four tubulaire rotatif à l'extrémité de sortie des produits chauds.
  • On connaît un dispositif de ce type constitué par un anneau en matériau réfractaire qui recouvre la surface intérieure de l'extrémité de la virole du four et la face avant d'une bride métallique fixée sur l'extrémité de celle-ci. La bride et l'extrémité de la virole sont refroidies par circulation d'air amené et évacué par deux passages à section annulaire ménagés entre la virole du four et deux viroles concentriques à celle-ci.
  • Dans le dispositif connu, seule la surface extérieure de l'extrémité de la virole est refroidie par l'air qui circule dans lesdits passages et il en résulte des déformations de cette partie de la virole qui peuvent entraîner la destruction de l'anneau de protection fixé sur celle-ci.
  • Le but de la présente invention est d'améliorer ce dispositif en assurant aussi le refroidissement de la surface intérieure de la virole du four.
  • Le dispositif de protection objet de la présente invention est caractérisé en ce que la bride est solidaire d'un anneau métallique supportant l'anneau en matériau réfractaire et disposé à l'intérieur de la virole, concentriquement à celle-ci, le dit anneau métallique est espacé radialement de la surface intérieure de la virole du four, et l'espace ainsi ménagé communique, d'une part, avec le passage annulaire extérieur par des passages ménagés entre la bride et l'extrémité de la virole du four et, d'autre part, avec le passage annulaire intérieur par des orifices percés dans la virole du four, à l'écart de son extrémité.
  • Des tôles déflectrices obturent partiellement l'extrémité du passage intérieur adjacente à la bride et provoquent la déviation d'une partie de l'air amené par l'un des passages vers l'espace ménagé entre l'anneau métallique et la virole du four de façon à assurer le refroidissement simultané des surfaces intérieure et extérieure de la virole.
  • Le dispositif de protection est avantageusement formé, de façon classique, de segments jointifs, chaque segment étant constitué d'un ou plusieurs blocs de béton ou de briques réfractaires accrochés à un support métallique, lesdits blocs formant l'anneau en matériau réfractaire et les supports métalliques constituant la bride et l'anneau métallique.
  • Les supports métalliques des segments sont maintenus à l'écart de la virole du four par des tasseaux fixés sur ces supports ou sur la virole.
  • Les segments sont positionnés radialement au moyen de tasseaux placés entre la surface intérieure de la virole du four et la partie des supports formant l'anneau métallique, et par des pattes fixées sur la partie des supports formant la bride et en contact avec la surface extérieure de la virole du four. Les tôles déflectrices pourront être fixées sur ces pattes.
  • Les segments pourront être fixés sur le four au moyen de tiges disposéesoparallèlement à l'axe du four, à l'extérieur de la virole, et dont une extrémité est accrochée à des pattes solidaires des supports, et d'éléments élastiques prenant appui sur la virole du four et exerçant un effort de traction sur l'autre extrémité des tiges. Ces éléments élastiques peuvent être constitués par des rondelles élastiques comprimées entre des taquets soudés sur la virole et des écrous vissés sur l'extrémité filetée des tiges.
  • L'air de refroidissement pourra être fourni par un distributeur annulaire entourant le four. L'air provenant du distributeur sera insufflé soit dans le passage extérieur, soit dans le passage intérieur, à leur extrémité éloignée de la bride. Des joints d'étancheité seront prévus entre le distributeur et les viroles délimitant le passage où l'air est insufflé. Ces joints pourront être formés de tôles souples se recouvrant partiellement, fixées sur le distributeur et frottant sur les viroles.
  • D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit et se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent, à titre d'exemple non-limitatif, trois modes de réalisation de l'invention et sur lesquels :
    • La figure 1 est une vue partielle et en coupe suivant un plan diamétral de la partie terminale d'un four tubulaire rotatif comportant un dispositif de protection conforme à l'invention ; et
    • Les figures 2 et 3 illustrent deux variantes de réalisation du dispositif de l'invention.

    Sur les dessins, le four est constitué d'une virole métallique 10 et d'un revêtement intérieur en briques réfractaires 12. Ce revêtement se termine à une certaine distance de l'extrémité de la virole contre une butée annulaire 14 soudée à l'intérieur de la virole 10.
  • La partie terminale de la virole 10, entre son extrémité et la butée 14, est protégée par un anneau formé de plusieurs segments jointifs constitués par des blocs de béton moulés sur des supports métalliques auxquels ils sont accrochés par des éléments d'ancrage. Chaque support est formé de trois parties : une partie intérieure 16 de forme cylindrique disposée parallèlement à l'axe du four, une partie intermédiaire 18 plane et perpendiculaire à la partie 16 et une partie extérieure 20 parallèle à l'axe du four. Ce support peut être monobloc et venu de fonderie ou formé de pièces assemblées par soudage. Lorsque les segments sont assemblés de manière jointive, les parties 16 et 20 forment deux anneaux concentriques et de même axe que la virole 10, l'un intérieur et l'autre extérieur à la virole, et les parties 18 forment une bride les reliant.
  • Dans l'exemple représenté, chaque segment comporte deux blocs de béton jointifs : un bloc intérieur 22 accroché à la partie 16 du support au moyen d'éléments d'ancrage 24 et un bloc extérieur 26 accroché à la partie 16 au moyen d'éléments d'ancrage 28 ; le joint entre les deux blocs est situé dans le prolongement de la surface intérieure de la partie 16 du support. Le revêtement des supports 16 - 18 - 20 pourrait aussi être formé de briques réfractaires.
  • Chaque segment d'anneau est fixé sur le four au moyen d'une ou plusieurs tiges 30 disposées parallèlement à l'axe du four, à l'extérieur de la virole 10 ; une extrémité de ces tiges est recourbée en forme de crochet et s'engage dans l'échancrure d'une patte 32 soudée sur la partie 18 du support ; l'autre extrémité des tiges est filetée et porte un écrou qui prend appui, par l'intermédiaire de rondelles élastiques 33 sur des taquets 35 soudés à la virole 10. La partie 18 du support métallique des segments est maintenue à l'écart de l'extrémité de la virole par des tasseaux 34 soudés sur le support ou la virole. Radialement, la position des segments est fixée par les pattes 32 qui s'appuient sur la surface extérieure de la virole et par des tasseaux 36 qui ménagent un espace 37 entre la partie l6 du support et la virole ; ces tasseaux peuvent être soudés sur les supports ou la virole.
  • Deux viroles 38 et 40 sont fixées concentriquement sur la virole 10 par des moyens classiques non représentés et forment deux passages à section annulaire 42 et 44. L'anneau formé par les parties 20 des supports des segments entoure avec un faible jeu l'extrémité adjacente de la virole 38 et une tresse d'amiante 45 constituant un joint d'étanchei- té est comprimée entre l'extrémité de cette virole et la bride formée par les parties 18 des supports. L'extrémité de la virole 40 est espacée de cette bride, et des tôles 46 formant déflecteur et fixées sur les pattes 32 ferment partiellement l'extrémité du passage intérieur 44. Des orifices 48 percés dans la virole 10, près de la butée annulaire 14, font communiquer l'espace 37, ménagé entre la virole et l'anneau formé par les parties 16 des supports des segments, avec le passage 44.
  • De l'air frais fourni par un distributeur annulaire 50 entourant le four est admis sous pression à l'extrémité amont du passage extérieur 42. Une partie de cet air est déviée par les déflecteurs 46 vers les passages ménagés entre l'extrémité de la virole 10 et la bride formée par les parties 18 des supports des segments, pénètre à travers ces passages dans l'espace 37 et en ressort par les orifices 48 ; ce courant d'air assure le refroidissement de la surface intérieure de la virole 10. Les tasseaux 34 et 36 sont suffisamment espacés circonférentiellement sur la virole 10 pour ne pas gêner cet écoulement d'air. L'autre partie de l'air pénètre dans le passage intérieur 44 à travers les fentes ménagées entre les tôles 46 et les viroles 10 et 40 ; ce courant d'air assure le refroidissement de la surface extérieure de la virole. Ces deux courants d'air se rejoignent à la sortie des orifices 48 et sont évacués par le passage 44. Le trajet de l'air est indiqué par des flèches sur le dessin.
  • Le distributeur 50 est fixé sur le capot 52 du four et un joint assure l'étancheité entre le capot et la virole 38. Ce joint est constitué par des segments 54 articulés entre eux de façon à former un anneau porté par la virole 38 et maintenu avec jeu entre deux brides solidaires du capot. L'étancheité entre le distributeur 50 et la virole 40 est assurée par un joint dit "à écailles" qui est formé d'une série de tôles souples 56 se recouvrant partiellement et qui sont fixées sur le distributeur et frottent sur la virole.
  • Le mode de réalisation de la figure 2 ne diffère de celui de la figure 1 que par la substitution de deux joints à écailles 60 et 62 au joint à segments 54, l'un des joints assurant l'étancheité entre le capot du four 52 et la virole 38 et l'autre étant placé entre celle-ci et le distributeur d'air 50.
  • Dans le mode de réalisation de la figure 3, le sens de circulation de l'air a été inversé : l'air en provenance du distributeur 50 est insufflé dans le passage intérieur 44 et est évacué par le passage extérieur 42. Une partie de l'air circulant dans le passage 44 pénètre, à travers les orifices 48, dans l'espace 37 puis rejoint, à travers les passages ménagés entre l'extrémité de la virole 10 et la bride formée par les parties l8 des supports des segments, l'autre partie de l'air qui circule autour des tôles 46. Le débit d'air total est évacué par le passage 42. Des joints à écailles 64, 66 et 68 assurent l'étanchei- té entre le capot du four 52 et la virole 38, entre le distributeur d'air 50 et la virole 40 et entre le distributeur et la virole 10, respectivement.
  • Il est bien entendu que toutes les modifications qui pourraient être apportées aux modes de réalisation décrits par l'emploi de moyens techniques équivalents entrent dans le cadre de l'invention.

Claims (10)

1. Dispositif de protection pour l'embouchure d'un four rotatif constitué par un anneau en matériau réfractaire qui protège la surface intérieure de l'extrémité de la virole du four et la face avant d'une bride solidaire de cette extrémité, ladite bride étant refroidie par circulation d'air amené sur sa face arrière et évacué par deux passages à section annulaire ménagés entre la virole du four et deux autres viroles concentriques à cette dernière, caractérisé en ce que la bride (18) est solidaire d'un anneau métallique (16) supportant l'anneau en matériau réfractaire (22, 26) et disposé à l'intérieur de la virole (10) du four, concentriquement à celle-ci, en ce qu'un espace (37) est ménagé entre ledit anneau métallique (16) et la virole (10) du four et en ce que cet espace (37) communique, d'une part, avec le passage à section annulaire extérieur (42) par des passages ménagés entre la bride (18) et l'extrémité de la virole (10) du four et, d'autre part, avec le passage à section annulaire intérieur (44) par des orifices (48) percés dans la virole (10) du four à l'écart de son extrémité.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des tôles déflectrices (46) obturant partiellement l'extrémité adjacente à la bride (18) du passage à section annulaire intérieur (44) et provoquant la déviation d'une partie de l'air amené par l'un des passages à section annulaire vers l'espace (37) ménagé entre l'anneau métallique (16) et la virole (10) du four.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est formé de segments jointifs, chaque segment étant constitué d'un ou plusieurs blocs (22, 26) accrochés à un support métallique (16, 18, 20), lesdits blocs formant l'anneau en matériau réfractaire et les supports métalliques con stituant la bride et l'anneau métallique.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits supports métalliques (16, 18, 20) sont maintenus à l'écart de la virole (10) du four par des tasseaux (34, 36) fixés sur lesdits supports ou sur la virole du four.
5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les segments sont positionnés radialement au moyen de tasseaux (36) placés entre la surface intérieure de la virole (10) du four et la partie (16) des supports métalliques formant ledit anneau métallique et par des pattes (32) fixées sur la partie (18) des supports métalliques formant ladite bride et en contact avec la surface extérieure de la virole (10) du four.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les segments sont fixés sur le four au moyen de tiges (30) disposées parallèlement à l'axe du four, à l'extérieur de la virole (10), et dont une extrémité est accrochée aux dites pattes (32) et l'autre extrémité prend appui par l'intermédiaire de ressorts (33) sur des taquets (35) soudés sur la virole (10).
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les tôles déflectrices (46) sont fixées sur les pattes (32).
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'air de refroidissement provenant d'un distributeur annulaire (50) entourant le four est insufflé dans le passage extérieur (42), à son extrémité éloignée de la bride (l8), et des joints d'étanchéité sont prévus entre ledit distributeur et les viroles (38 et 40) délimitant lesdits passages (42 et 44).
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'air de refroidissement provenant d'un distributeur annulaire (50) entourant le four est insufflé dans le passage intérieur (44), à son extrémité éloignée de la bride (l8), et des joints d'étan- cheité sont prévus entre ledit distributeur et, d'une part, la virole (10) du four et, d'autre part, la virole (40) formant ledit passage extérieur avec la virole du four.
10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9 caractérisé en ce que lesdits joints d'étancheité sont formés de tôles souples se recouvrant partiellement, qui sont fixées sur le distributeur (50) et frottant sur les viroles (10, 38 ou 40).
EP81401602A 1980-11-21 1981-10-15 Dispositif de protection de l'embouchure d'un four rotatif Expired EP0053049B1 (fr)

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FR8024728A FR2494827A2 (fr) 1980-11-21 1980-11-21 Dispositif de protection de l'embouchure d'un four rotatif
FR8024728 1980-11-21

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EP0053049A1 true EP0053049A1 (fr) 1982-06-02
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