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La présente invention est relative à la fabrication d'acier dans des fours régénérateurs Siemens-Martin. Normalement, des gaz et de l'air chauds sont envoyés conjointement dans la " tête Il de four et l'on cherche à obtenir une longue flamme s'é- tendant sur toute la cuve du four. Tous les fours Siemens-Martin fonctionnent ainsi également en général de façon satisfaisante.
L'on doit en tout cas s'orienter vers des unités de fours toujours plus grandes, afin d'obtenir de plus grosses capacités. Une plus longue durée de la maçonnerie du four est également désirable. L'on a déjà fréquemment expérimenté l'utilisation de buses à air compri-
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mé et l'introduction de gaz comprimé afin d'améliorer le procédé, jusqulà présent cependant sans résultat perceptible.
Au contraire, l'invention propose que, pendant les périodes de fusion, du gaz comprimé soit soufflé sous forme de nom, breux jets fins dans le courant d'air chaud et ainsi une courte flamme de chaleur intense est obtenue, tandis qu'au cours du restant de la production de l'acier, du gaz à faible pression est soufflé, en courant fermé, dans le courant d'air chaud et une longue flamme est donc produite. Cette longue flamme peut aussi être produite avec un brûleur à huile courant.
L'on devrait s'attendre à ce qu'une flamme intense aussi courte doive attaquer la maçonnerie du four plus fortement qu'une longue. flamme étirée. Comme l'expérience l'a montré, ceci n'est cependant pas le cas. Ceci peut s'expliquer pour les raisons suivantes :
En pratique, la longue flamme se s'étend pas sans obstacles sur la charge non encore fondue et constituée pour la plus grande part de mitraille, mais au contraire elle est divisée lors du choc sur la mitraille et est déviée vers le haut vers la voûte et vers les côtés. Il en résulte une faible durée de la maçon- nerie aux endroits correspondants et la nécessité de réparations immédiates.
La combustion des gaz sur une plus courte longueur qu'avec la longue flamme produit une forte augmentation de la tempes rature de la flamme et par conséquent une augmentation de la trans mission calorifique lors du contact de cette flamme plus chaude sur la mitraille ou autre charge: En outre,-la transmission calorifique est également améliorée du fait que' la flamme qui est bien plus courte mais plus large a une section active accrue.
Grâce à la grande vitesse d'écoulement des gaz, l'on évite simultanément, par la forte désagrégation du jet de gaz, la déviation des pointes de flamme vers la voûte, la paroi avant ou la
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paroi arrière. En donnant une direction appropriée aux buses d'é- chappement individuelles,-la déviation peut être totalement évitée, ce que a prouvé son utilité par une augmentation de la durée du four jusqu'au triple.
La concentration de la combustion sur une courte longueur de flamme est donc, chose surprenante, moins destructrice pour la maçonnerie et la voûte qu'une flamme longue..
Il est encore important qu'une flamme non lumineuse soit utilisée pendant la période de fusion et donc qu'on effectue au plus une faible carburation. Avec une plus forte carburation et donc une flamme fort lumineuse, le rayonnement provoquerait alors à nouveau, sous la température de flamme élévée, une usure accrue de la voûte et de la maçonnerie.
Si donc l'invention est déjà avantageuse parce qu'el- le empêche l'usure de la maçonnerie, il s'y ajoute encore aussi une augmentation perceptible de la-capacité du four.
Tandis que pendant le travail avec la flamme longue, l'air entoure le jet de gaz et ne pénètre que lentement de l'exté- rieur vers l'intérieur, avec une combustion constante des gaz, les gaz sont amenés, pendant la période de fusion, par la voie la plus courte à l'oxygène de l'air, de telle sorte qu'il se forme une flam- me très courte et très chaude. De ce fait, la période de fusion est réduite et la charge est préparée en moins de temps. Le four a une plus grande capacité qu'en fonctionnement normal. L'on peut donc en conséquence augmenter fortement la capacité d'une installation existante de fours Siemens-Martin. L'augmentation de capacité est obtenue par un simple montage ultérieur de jeux de buses avec des frais relativement peu élevés, auxquels s'oppose,une économie plu- sieurs fois'plus élevée par un abaissement des frais de fonctionne- ment.
L'augmentation de capacité rend dans de nombreux cas inutile l'installation de plus grands fours, elle est d'ailleurs réalisable en moins de temps que l'établissement de nouveaux fours.
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La tête de four est équipée, dans la forme de réa- lisation suivant l'invention, d'au moins un brûleur à gaz comprimé, qui est alimenté par un compresseur à gaz ou par une conduite à gaz comprimé et qui est muni de plusieurs buses relativement fines, grâ ce auxquelles de fins courants partiels de gaz comprimé sont souf- flés dans l'air chaud. L'on dispose alors dans la tête de four au moins un brûleur à basse pression, pour gaz ou huile, éventuelle- ment aussi pour poussière de charbon, au voisinage du brûleur pré- cité. L'on réunit utilement les brûleurs à gaz à haute et à basse pression dans un carter commun, qui porte aussi une chemise de re- froidissement commune pour les deux groupes de brûleurs.
Si l'on utilise deux groupes de brûleurs à gaz com- primé, qui sont disposés avec une certaine distance horizontale entre eux, l'on peut rapprocher les flammes et même dans une cer- taine mesure les resserrer grâce aux deux jets de gaz. Ceci a avan- tageusement lieu en utilisant deux brûleurs se trouvant à une cer- taine distance à droite et à gauche de l'axe médian du four, les buses extérieures extrêmes étant disposées parallèlement à l'axe longitudinal du four, tandis que les buses placées plus vers l'in- térieur sont disposées avec un angle croissant vers le milieu du four, à la façon d'un faisceau. Les flammes ont alors une limite latérale constituée par les deux buses extérieures disposées en ligne droite, tandis que la flamme peut se développer intensément vers l'intérieur.
Le temps de fusion est par conséquent très for- tement réduit et la maçonnerie et la voûte sont ménagées au maximum
Suivant une variante de l'invention, l'enveloppe de refroidissement entoure un,grand espace libre qui sert de réparti- teur pour les gaz et dans lequel les-buses sont placées dans une paroi double refroidie par eau. Les buses utilisées précédemment dans les fours Siemens-Martin sont nettoyées, pour enlever les sa- letés inévitables en fonctionnement, à partir d'une ouverture laté- rale du four et au moyen de crochets qui sont introduits dans les
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embouchures des buses.
Ce procédé est en soi déjà désavantageux, car i est très incommode et ne permet aucun nettoyage satisfaisant Il est particulièrement peu approprié pour les nouveaux brûleurs, d'autant plus que les.buses sont relativement fines. Suivant une variante de l'invention, l'on propose par conséquent un disposi- tif de nettoyage qui débarrasse les buses, à partir de leur face arrière, des scories et autres saletés y adhérant, par chocs ou perçage ou par des opérations combinées de ce genre. Le dispositif de nettoyage est constitué par de longues tiges mobiles dans le sens axial longitudinal et soutenues avantageusement à l'intérieur de la ' chambre de brûleurs, et qui peuvent également être disposées à ro- tation.
L'on peut également donner aux outils de nettoyage en forme de tige ou de barre, la forme voulue pour servir de bouchon aux bu- ses et de permettre ainsi de.mettre hors service ou de rendre inac, tive une partie des buses pendant le fonctionnement.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels
La figure 1 est une vue schématique d'un four avec les jeux de buses.
Les figures 2 et 3 sont des vues schématiques en coupe transversale indiquant les possibilité de groupage des jeux de buses.
Les figures 4 et 5 sont des vues en coupe longitudi-. nale d'une chambre de buses.
La figure 6 est une vue en élévation frontale corres. pondant aux figures 4 et 5..
La figure 7 est un schéma indiquant la façon dont l'effet des brûleurs peut être limité latéralement.
La cuve de four 1 d'un four Siemens-Martin 2 reçoit de l'air provenant de la chambre de régénération 3, par l'intermé- diaire d'un canal 4, à la tête de four 5. Les gaz d'échappement
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s'échappent à la tête de four 6, passant ensuite par un canal 7 vers la chambre de régénération 8. A travers les parois de têtes de fours 5 et 6, passent des jeux de buses 10 et 11. L'on prévoit essentiellement, avec la présente invention, des brûleurs à haute pression ainsi que dûleurs à basse pression, les deux jeux étant prévus pour la projection des gaz. Des brûleurs à basse pres- sion peuvent également fonctionner avec de l'huile et même, dans certaines circonstances, avec du poussier de charbon.
D'après la figure 4, le brûleur à haute pression 12 avec ses nombreuses buses 5 est enfermé avec le brûleur à basse pre sion 13 dans un carter commun 16 avec une enveloppe à eau 17. A l'in- térieur se trouve un relativement.grand espace vide 18, qui reçoit le gaz à haute pression provenant d'une.conduite 19. La conduite à basse pression 13 peut être raccordée, dans le cas où elle fonc- tionne avec du gaz, à la même conduite d'amenée 19, mais par l'in- termédiaire d'une soupape réductrice de pression ou détendeur 20.
L'eau de refroidissement est amenée par des raccords 21 et évacuée par des raccords 22.
A l'intérieur de l'espace libre 18 sont disposés des supports en forme de griffes 24, qui soutiennent des barres de net- toyage 25 qui se trouvent dans le prolongement de l'axe médian des buses à nettoyer 15. A l'extrémité avant, ces barres sont munies d'outils de nettoyage 26, par exemple se présentant sous la forme d'une mèche ou d'une couronne avec une ou plusieurs arêtes.de cou- pe. A l'extrémité arrière, ces barres de nettoyage sortent du car- ter 16 et peuvent par exemple être munies d'une poignée. A la place de celle-ci, l'on peut également prévoir une pièce de raccord, par' exemple avec une section carrée, sur laquelle est placée une poignée comme indiqué en 27.
A l'aide de la poignée, les barres peuvent ê- tre introduites, avec un mouvement axial ou une combinaison de mou- vements de choc et de perçage avec leurs outils 26 dans les buses 15, qui sont de cette façon nettoyées rapidement et simplement.
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L'actionnement des barres peut, lorsqu'on le désire, également être effectué par un entraînement à air comprimé, à eau sous pression ou par un mécanisme électrique.
La figure 7 représente schématiquement la façon dont l'action des brûleurs peut être limitée latéralement et concentrée plus particulièrement sur le milieu de la grille du foyer. Dans,ce but, les buses extérieures d'un jeu de brûleurs sont disposées en ligne droite, tandis que les autres buses sont dirigées, avec une in- clinaison de plus en plus prononcée, vers le centre. De cette façon, l'on obtient une fusion rapide de la charge.
L'étanchéité du passage des barres dans le carter est utilement obtenue au moyen de bouchons 30, par exemple de bou- chons en caoutchouc ou en une résine artificielle, ces bouchons étant fixés aux barres 25. Lorsque l'on effectue le nettoyage, les barres 25 sont ramenées vers l'arrière jusqu'à ce que les bouchons 30 réalisés à la façon d'une soupape s'appuient contre leurs sup- ports 31. Ainsi, les barres de nettoyage sont immobilisées et le carter est fermé de façon étanche.
Les outils de nettoyage sont particulièrement sim- ples lorsqu'ils sont réalisés sous forme tubulaire, ces tubes étant coupés en oblique et la surface de coupe étant dépouillée de telle sorte que l'on obtienne une arête de coupe elliptique. Dans ce cas, l'on peut se passer d'un mouvement de rotation de l'outil de net- toyage.
Lorsqu'il s'agit dans ce qui précède de gaz compri- mé, il faut entendre par cette expression du gaz d'une pres- sion de l'ordre de 1000 à 4000 mm de colonne d'eau, tandis que les buses à basse pression travaillent avec des pressions de l'ordre de 100 à 600 mm de colonne d'eau.
L'on peut maintenir les buses constamment propres de l'intérieur,.au lieu d'utiliser le'dispositif de nettoyage, et
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même veiller, par un recouvrement, à ce que pratiquement aucune saleté ne puisse parvenir par l'avant dans l'embouchure des buses.
Dans ce cas, l'on utilise une couverture représentée à la figure 6.
Un arbre médian rotatif 40, qui est constitué dans le présent cas par un tube, permet à la fermeture 41 de pivoter et de recouvrir, en position de fermeture, les orifices des buses 15. Cette fer- meture est constituée par un tube de refroidissement de section avantageusement rectangulaire, qui est replié de la façon repré- s e n t é e , de telle sorte que l'eau de refroidissement provenant du tube médian 40 divisé de façon appropriée puisse parvenir dans les boucles de refroidissement constituant la fermeture et en res- sortir. Les buses sont libérées en faisant pivoter cette fermeture.
Si les buses de carburation sont incorporées dans l'enveloppe de buses commune, il faut prévoir dans la couverture des évidements appropriés, afin que l'on puisse procéder à la carburation lorsque les buses sont recouvertes.
Au lieu d'utiliser l'.agencement de brûleurs représen té dans l'exemple de réalisation, l'on peut également placer les brûleurs perpendiculairement à l'axe du four au-dessus des canaux 4, donc dans les parois longitudinales du four au lieu de ses pa- rois frontales.
REVENDICATIONS .
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