FR2756624A1 - Procede de traitement et de captation des gaz issus d'un four a combustion forcee, installation et four pour la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents

Abstract

Captation et traitement des gaz d'un four industriel. L'installation de captation et de traitement des gaz de brûlage comporte: - d'une part, une enceinte (11) fermée qui est dépourvue de moyens de protection propres, tels qu'une protection interne en matériau réfractaire et/ou un système de refroidissement par ruissellement extérieur et/ou circulation dans une double paroi d'eau, qui est raccordée à au moins une canalisation (12) latérale d'aspiration et qui est équipée d'un tube (13) de chargement vertical dont la base forme, en association avec l'enceinte (11), au moins une zone de captation (16) des gaz de brûlage, et - d'autre part, des moyens (20) d'aspersion raccordés à des moyens (21) d'alimentation en liquide de traitement vaporisable. Application aux cubilots à défournement journalier.

Description

L'invention concerne le domaine des fours à cuve verticale faisant intervenir un chargement par le haut et une récupération des produits traités ou brûlés par le bas.

L'invention se rapporte plus particulièrement au traitement et à la captation des gaz de brûlage issus de tels fours.

Les fours ci-dessus sont par exemple couramment utilisés en fonderie pour la production de fonte liquide, activité pour laquelle ils reçoivent l'appellation de cubilots.

Les fours de fonderie font généralement intervenir une combustion forcée et produisent des gaz de brûlage fortement chargés en poussière ou particules diverses qu'il n'est pas possible de rejeter directement dans l'atmosphère. En effet, des normes nationales et européennes imposent de faire subir aux gaz de brûlage un traitement avant leur rejet afin de réduire les taux de poussière et de polluants chimiques rejetés.

Parmi les cubilots utilisés en fonderie il est possible d'en distinguer deux types selon le mode d'apport de la charge à traiter et les moyens de récupération des gaz de brûlage.

La première catégorie correspond aux cubilots pour lesquels la récupération des gaz de brûlage s'effectue au moyen d'une canalisation de captation verticale s'élevant juste au dessus d'une bouche de chargement ou gueulard latéral ménagé en relation avec l'extrémité supérieure de la cuve du four, pour l'approvisionnement en produit à fondre et éventuellement en combustible. Cette canalisation de captation est raccordée à une installation d'aspiration et de traitement des gaz de brûlage. Le gueulard est généralement équipé d'un dispositif de fermeture permettant de l'obturer entre les phases de chargement du cubilot. Toutefois, ce gueulard est, à chaque ouverture, à l'origine d'un apport important d'air dit induit se mélangeant aux gaz de brûlage et venant augmenter de manière considérable le volume des gaz à traiter par l'installation d'aspiration. Ce volume est alors tel qu'il est nécessaire, pour un cubilot à gueulard, de prévoir une installation d'aspiration et de traitement surdimensionnée pour faire face à l'augmentation du volume de gaz à traiter intervenant à chaque opération de chargement du cubilot. La mise en oeuvre d'une telle installation surdimensionnée présente un coût de structure et une consommation énergétique qui viennent grever le bilan d'exploitation d'un cubilot à gueulard. De plus, le très important volume de gaz à traiter dans le cadre de l'installation ci-dessus est difficilement conciliable avec le respect des normes nationales et européennes de rejets qui tendent à devenir de plus en plus sévères quant aux taux de poussière et de polluants admissibles.

La seconde catégorie est constituée par les cubilots faisant intervenir une aspiration latérale des gaz de brûlage et un chargement vertical en matériau à traiter et éventuellement en combustible. Le brevet US 4,309,024 illustre un exemple de cubilot de ce type pour lequel la récupération ou captation des gaz de brûlage s'effectue au moyen d'une enceinte fermée située au-dessus de la cuve du cubilot et pourvue d'une conduite d'aspiration latérale des gaz. Cette enceinte comporte également un tube vertical de chargement situé sensiblement dans l'axe du cubilot et dont l'extrémité basse se trouve à distance de la bouche du cubilot pour définir en relation avec l'enceinte de captation une zone d'aspiration annulaire. Lors des opérations de chargement et pendant la majeure partie du fonctionnement du four, le tube de chargement est rempli de matériaux à traiter et de combustible qui obstruent ce tube. Tout en n'étant pas parfaitement étanche, cette charge de matériaux constitue un obstacle à un apport important d'air et permet de recueillir au niveau de la canalisation latérale d'aspiration un volume total de gaz à traiter nettement inférieur à celui recueilli dans le cadre d'un cubilot à gueulard. Il est alors moins impératif de prévoir une installation de traitement et d'aspiration surdimentionnée, et le volume plus réduit de gaz à traiter rend plus facile une mise en conformité des rejets avec les normes officielles.

L'invention se rapporte plus particulièrement aux fours ou cubilots de la seconde catégorie faisant intervenir une aspiration latérale et un chargement vertical.

Les dispositifs connus à aspiration latérale sont pourvus d'un garnissage interne en matériau réfractaire comme le montre par exemple un article de la publication "Hommes et fonderie" d'octobre 1991 N 218 p. 25. Ce garnissage réfractaire est rendu nécessaire lors d'une phase dite fin de fusion intervenant juste avant l'arrêt du cubilot, que le mode fonctionnement de ce dernier soit du type à campagne longue ou à défournement journalier. En effet, lors de cette phase de fin de fusion, la température des gaz recueillis au niveau de la zone d'aspiration annulaire s'élève à environ 1 000'C, voire plus. Afin de prévenir les effets de cette élévation de température, L'enceinte de captation des gaz brûlés peut également comprendre un système de refroidissement à eau faisant intervenir, soit une circulation dans une double paroi de l'enceinte, soit un ruissellement sur une paroi externe de cette dernière. Or, la mise en oeuvre d'un garnissage réfractaire et/ou d'un système de refroidissement par circulation ou ruissellement d'eau augmente considérablement le prix de fabrication, d'installation et d'entretien du dispositif d'aspiration latérale et de chargement vertical. Le coût total d'un tel dispositif constitue un inconvénient gênant dans le cadre d'une utilisation sur un cubilot à campagne, mais devient rédhibitoire pour une application à des cubilots à défournement journalier pour lesquels la quantité de fonte produite ne permet pas d'amortir raisonnablement le coût d'installation et d'entretien du dispositif d'aspiration latérale.

Par ailleurs, le phénomène d'augmentation de la température des gaz de brûlage en fin de fusion présente un risque de détérioration de l'installation d'aspiration et de traitement qui fait généralement intervenir, afin de répondre aux normes de dépollution, des filtres de dépoussiérage textiles susceptibles de s'enflammer ou de perdre leurs performances, notamment par feutrage, si la température des gaz à traiter et celle des particules qu'ils transportent est trop élevée.

Il apparaît donc le besoin de disposer d'un procédé de captation des gaz de brûlage qui présente un coût de mise en oeuvre réduit tout en ne faisant intervenir qu'un volume de gaz à traiter peu important.

Il semble également nécessaire de disposer d'un procédé de traitement des gaz de brûlage qui permet notamment d'en réduire la température afin d'éviter les risques de détérioration de l'installation de traitement desdits gaz.

Afin d'atteindre l'ensemble des buts ci-dessus, l'invention a pour objet un procédé de traitement et de captation des gaz de brûlage issus d'un four à combustion forcée et à chargement par le haut, caractérisé en ce qu'il consiste à
- assurer une captation latérale des gaz au niveau d'une bouche de
chargement du four, au moyen d'une installation de captation
dépourvue de moyens de protection propres, tels qu'une protection
interne en matériau réfractaire et/ou un système de refroidissement par
ruissellement extérieur et/ou circulation dans une double paroi d'eau
et comportant une enceinte fermée pourvue d'un tube central de
chargement qui définit, entre sa partie basse et l'enceinte, au moins
une zone de captation des gaz,
- et apporter, de manière continue ou intermittente, un liquide de
traitement vaporisable au niveau et/ou en amont de la zone de
captation annulaire par rapport au sens de circulation des gaz depuis
l'intérieur du four en direction et à travers la zone de captation.

L'invention vise également une installation de captation et de traitement des gaz de brûlage dans un four à cuve verticale et à combustion forcée.

Cette installation est caractérisée en ce qu'elle comporte, d'une part, une enceinte fermée qui est dépourvue de moyens de protection propres, tels qu'une protection interne en matériau réfractaire et/ou un système de refroidissement par ruissellement extérieur et/ou circulation dans une double paroi d'eau, qui est raccordée à au moins une canalisation latérale d'aspiration et qui est équipée d'un tube de chargement vertical dont la base forme, en association avec l'enceinte, au moins une zone de captation et, d'autre part, des moyens d'aspersion d'un liquide de refroidissement vaporisable.

Le procédé et l'installation conformes à l'invention sont, préférentiellement, destinés à une application aux cubilots plus spécialement du type à vent froid et à défournement journalier. Ces cubilots présentent une première zone dite de fusion située en partie basse du cubilot et une seconde zone, dite tampon, entre la première et une ouverture supérieure ou bouche de chargement. En cours de fonctionnement du cubilot, la zone tampon est intégralement remplie de matériaux à fondre et éventuellement de combustibles de sorte que les gaz de brûlage en provenance de la zone de fusion se refroidissent au sein de cette charge. Lors de la fin de fusion, le niveau de matériaux au sein du four baisse et la zone tampon se vide progressivement. I1 n'existe alors plus de couche supérieure formant tampon et apte à assurer une fonction de refroidissement pour les gaz de brûlage dont la température augmente rapidement pour atteindre 1 000'C, voire plus. Les parois de la zone tampon, généralement recouvertes d'un matériau réfractaire résistant à l'abrasion et aux chocs thermiques se trouvent alors soumises à des températures nettement supérieures à celles correspondant à la plus grande période du fonctionnement du cubilot. Cette élévation brutale de la température des parois de la zone tampon est susceptible d'en altérer la qualité et d'en accélérer l'usure de sorte qu'il devient nécessaire de régénérer ces matériaux entre chaque période d'utilisation du cubilot.

Or, cette réfection du revêtement réfractaire vient grever le coût d'exploitation du cubilot.

I1 apparaît donc le besoin de disposer d'un procédé et d'un dispositif permettant de limiter la détérioration du revêtement de la zone tampon au cours de la fin de fusion.

Afin d'atteindre cet objectif supplémentaire l'invention a aussi pour objet un procédé de traitement et de captation des gaz de brûlage caractérisé en ce qu'il consiste
- à apporter, en phase de fin de fusion et avant arrêt du four, le liquide
de traitement au moyen d'un dispositif mobile d'aspersion,
- et à faire descendre progressivement le dispositif d'aspersion à
l'intérieur du four pour suivre l'abaissement du niveau de la charge,
tout en maintenant le dispositif d'aspersion à distance de ce niveau.

L'invention a également pour objet un four à cuve verticale comprenant une installation de captation et de traitement des gaz de brûlage, telle que ciaessus.

Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs des formes de réalisation de l'objet de l'invention.

La fig. 1 est une coupe-élévation schématique montrant un cubilot sur lequel est adapté une installation de captation et de chargement conforme à l'invention.

La fig. 2 est une vue analogue à la fig. 1 montrant une première forme de réalisation de l'installation de captation et de chargement selon l'invention.

La fig. 3 est une vue analogue à la fig. 1 montrant une autre forme de réalisation de l'invention faisant intervenir un dispositif mobile d'aspersion en liquide de traitement.

Les fig. 4 à 6 illustrent différentes formes de réalisation d'un tel dispositif mobile d'aspersion.

La fig. 7 est une vue analogue à la fig. 1 illustrant une autre forme des réalisations des objets de l'invention.

Un four à cuve verticale, faisant intervenir un chargement par le haut et une récupération des produits traités par le bas, tel que par exemple un cubilot, est désigné dans son ensemble par la référence 1 à la fig. 1. Le mode de réalisation et la constitution particulière d'un tel cubilot relèvent des connaissances de l'homme du métier.

De manière générale, le cubilot 1 comporte un fût 2 sensiblement vertical qui présente, à sa base, un dispositif 3 de vidage, ainsi que des moyens 4 de soutirage du métal en fusion. La partie basse du fût 2, dite zone de fusion 5, est alimentée par des tuyères 6 en vent ou comburant. Les tuyères 6 sont raccordées à une boîte à vent 7 qui est branchée à une installation de soufflage de vent chaud ou froid non représentée. Dans le cas d'un cubilot fonctionnant au gaz naturel les tuyères 6 assurent une fonction d'injecteur du mélange carburant-comburant. La zone de fusion 5 est intérieurement garnie d'une protection en matériaux réfractaires et surmontée par une zone 8, dite tampon, également garnie. Cette zone tampon 8 définit, au niveau de l'extrémité haute du fût 2, une bouche 9 de chargement du four.

Enfin, une installation 10 de captation et de traitement des gaz de brûlage est adaptée au-dessus du cubilot 1, au niveau de sa bouche de chargement 9.

L'installation 10 est constituée par une enceinte 11 fermée et raccordée de manière étanche, d'une part, à la bouche 9 et, d'autre part, à une canalisation latérale d'aspiration 12 branchée à une installation, non représentée, d'aspiration et de traitement des gaz de brûlage. L'installation 10 comporte un tube de chargement 13 traversant l'enceinte 11 pour occuper une position sensiblement centrale en alignement avec un axe vertical X-X' du fût 2. Le tube 13 possède, en partie haute, un cône de chargement 14. La section de sortie 15, ou partie basse du tube 13, est située à distance de la bouche 9 pour définir, en relation avec l'enceinte 11, une zone 16 de captation des gaz de brûlage. Dans l'exemple illustré, l'enceinte 11 étant raccordée à une seule canalisation d'aspiration 12, la zone de captation 16 présente une forme annulaire. Toutefois, l'enceinte 11 pourrait être raccordée à deux ou plus canalisations d'aspiration, de sorte que la zone de captation 16 présenterait une autre forme avec, par exemple, des parties partiellement annulaires communicantes ou indépendantes.

Selon une caractéristique essentielle de l'invention, l'installation 10 de captation et de traitement est totalement dépourvue de moyens propres de protection. Il faut entendre par moyens propres de protection, soit un garnissage interne en matériaux réfractaires, soit une double paroi pour une circulation d'un liquide de refroidissement, soit un système de ruissellement externe d'eau, soit, encore, une combinaison de plusieurs de ces éléments de protection.

En cours de campagne, le cubilot 1 décrit ci-dessus est mis en oeuvre et fonctionne de la manière suivante.

Les zones de fusion 5 et tampon 8 étant complètement remplies d'une charge de matériaux à traiter, l'installation de soufflage injecte, par les tuyères 6 dans le sens de la flèche f1, un vent d'alimentation en comburant. Conjointement, l'installation d'aspiration avale, par la canalisation latérale 12 dans le sens de la flèche f2, les gaz de brûlage en provenance de la zone de fusion et qui, par un passage à travers la zone tampon 8, perdent une partie de leur énergie thermique pour atteindre, dans la zone de captation 16, une température de l'ordre de 250 C.

Afin de maintenir constant, à son niveau maximal, le chargement de la zone tampon 8, le cubilot est approvisionné de manière intermittente ou continue par le tube 13 qui se trouve alors en permanence obstrué par une charge de matériaux à traiter, comme cela ressort de la fig. 1.

Lorsque l'arrêt du cubilot est décidé, le chargement du tube 13 est interrompu et ce dernier est obturé au moyen d'un panneau mobile ou couvercle 17. Le cubilot passe alors dans une dernière phase de fonctionnement, dite "de fin de fusion", pendant laquelle le niveau de charge de la zone tampon 8 diminue progressivement.

Les gaz de brûlage, produits dans la zone de fusion 5, subissent alors un refroidissement de moins en moins important et, pour finir, inexistant, de sorte que leur température augmente progressivement pour atteindre 1 00OC, voire plus. Un tel niveau de température est susceptible d'affecter le fonctionnement de l'installation d'aspiration et de traitement des gaz brûlés en provoquant notamment l'inflammation des dispositifs de dépoussiérage à moyens filtrants. De plus, cette élévation de température risque de provoquer une destruction ou une altération de l'installation 10 de captation et de chargement qui est dépourvue de moyens propres de protection.

Afin d'annuler ces risques, l'invention propose un procédé de traitement des gaz de brûlage consistant à faire intervenir un apport d'un liquide de traitement vaporisable dans l'installation 10 au niveau de la zone de captation 16. Le liquide de traitement peut être, par exemple, de l'eau qui par sa chaleur latente de vaporisation absorbe une partie de l'énergie thermique des gaz de brûlage et en diminue la température à leur entrée dans l'installation 10. Cette protection active de l'installation 10 de captation, ainsi que de l'installation d'aspiration et de traitement des gaz brûlés, présente l'avantage de permettre de ne plus utiliser de moyens propres et, notamment, de matériaux réfractaires pour la protection desdites installations et donc d'en réduire le coût de fabrication et d'exploitation.

Afin de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, une première forme de réalisation de l'installation de captation et de traitement 10 prévoit, selon la fig. 2, d'équiper cette dernière de moyens d'aspersion 20 fixes adaptés sur l'enceinte 11 au niveau de la zone de captation annulaire 16. Ces moyens 20 sont par exemple constitués par une série de buses réparties dans et tout autour de l'enceinte 11 et raccordées à des moyens 21 d'alimentation en liquide de traitement. La constitution de tels moyens d'alimentation 21 est largement maîtrisée par l'homme du métier. A titre d'exemple, il est possible de préciser que ces moyens font intervenir une source d'alimentation en liquide de traitement tel qu'un surpresseur, des moyens de commande de cette source raccordés à des capteurs de température aptes à déterminer la température des gaz de brûlage au niveau de la zone 16 afin de pouvoir déclencher l'aspersion en liquide de traitement à l'intérieur de l'enceinte 11, lorsque la température desdits gaz dépasse un seuil prédéterminé. Le système de commande des moyens d'alimentation en liquide fait intervenir également une modulation du débit d'alimentation afin de pouvoir tenir compte d'une variation de température des gaz de brûlage. Il doit être considéré qu'une telle régulation relève des connaissances générales de l'homme du métier. Pendant la fin de fusion, l'aspersion en liquide de traitement, à l'intérieur de l'enceinte 11, peut être intermittente ou de préférence continue.

Selon une autre forme de mise en oeuvre du procédé de traitement et de captation des gaz de brûlage, l'invention propose de procéder à l'apport en liquide de traitement au moyen d'un dispositif mobile d'aspersion 25 tel qu'illustré à la fig. 3. Le dispositif mobile d'aspersion 25 est alors introduit dans l'installation 10 par le tube 13 pour être descendu tout d'abord au niveau de la zone de captation 16 puis progressivement à l'intérieur du fût 2 dans la zone tampon 8.

Dans une autre forme de réalisation, l'installation 10 de traitement et de captation des gaz de brûlage pour la mise en oeuvre de cette variante de procédé ne comprend pas de moyens fixes d'aspersion. L'installation 10 met alors en oeuvre le dispositif d'aspersion mobile 25 qui comprend une structure de pulvérisation 26 comportant au moins une rampe d'aspersion 261 et des moyens 27 d'accrochage à au moins un système de suspension 28, comme par exemple un câble ou tout autre système approprié. Le dispositif 25 comprend également des moyens 30 de manutention de la structure de pulvérisation 26 par le système 28. Enfin, la rampe d'aspersion 261 est raccordée, par une canalisation 31, aux moyens 21 d'alimentation en liquide de traitement.

D'une manière facilement compréhensible pour l'homme du métier, les moyens d'alimentation 21 et de manutention 30 sont associés à des capteurs de température qui permettent de déterminer les paramètres d'alimentation de la rampe d'aspersion 261, ainsi que de descente ou de remontée du système 28 pour fixer ou modifier la hauteur de la structure de pulvérisation 26 par rapport au niveau supérieur de la charge à l'intérieur du cubilot 1. Les moyens d'alimentation 21 permettent d'assurer, selon le mode de fonctionnement retenu, une alimentation continue ou intermittente en produits de traitement.

La mise en oeuvre du procédé ci-dessus, au moyen du dispositif d'aspersion mobile 25, présente l'avantage de permettre une réduction de la température des gaz de brûlage en fin de fusion en intervenant au plus près possible de la source d'émission de ces gaz, en amont de la zone de captation 16, par rapport au sens f2 de circulation des gaz à l'intérieur du four et à travers ladite zone 16. De cette manière, l'aspersion mobile limite, autant que faire se peut, le choc thermique subi par le garnissage réfractaire de la zone tampon 8.

Selon l'exemple, illustré par la fig. 3, la structure de pulvérisation 26 est constituée par une rampe annulaire 261 présentant des buses orientées vers le bas ou à contresens du courant f2 d'aspiration des gaz de brûlage.

La fig. 4 illustre une autre forme de réalisation du dispositif mobile d'aspersion 25 selon laquelle la structure de pulvérisation 26 est, en outre, équipée de moyens 27 d'accrochage tel qu'un anneau apte à recevoir le système de suspension 28. Selon cette autre forme de réalisation la structure de pulvérisation 26 présente au-dessus de la rampe 261 et donc en aval de cette dernière, par rapport au sens de circulation des gaz de brûlage illustrés par la flèche f2, un système perturbateur 35 assurant un mélange des gaz ayant reçu le liquide de traitement. Dans une variante de réalisation non représentée, la structure de pulvérisation 26 comporte une seconde rampe de pulvérisation, située au-dessus du perturbateur 35.

La fig. 5 illustre une autre forme de réalisation de la structure de pulvérisation 26, selon laquelle cette dernière est constituée par deux rampes annulaires 261 et 262 sensiblement concentriques et coplanaires pourvues de buses de pulvérisation orientées vers le haut pour assurer une dispersion du liquide de traitement dans le sens f2 du courant d'aspiration des gaz de brûlage. Selon cette variante, le refroidissement de la structure de pulvérisation 26 est assuré par la circulation du liquide de traitement à l'intérieur des deux rampes annulaires. Enfin, l'orientation des buses de pulvérisation permet de limiter les risques d'encrassement et d'obturation de ces dernières par les poussières ou particules en suspension contenues dans les gaz de brûlage.

La fig. 6 illustre une autre forme de réalisation de la structure de pulvérisation 26. Selon cette autre forme, la structure 26 comporte trois rampes annulaires concentriques réparties sur différents plans respectivement inférieurs 261, intermédiaire 262 et supérieure 263. Ces rampes 261 à 263, présentent des diamètres respectifs diminuant progressivement du bas vers le haut et sont reliées les unes aux autres par des éléments de structure rigides. La rampe supérieure est pourvue de moyens 27 d'accrochage, tels qu'un anneau. L'alimentation de la structure 26 s'effectue par la voie de la canalisation 31 raccordée à la rampe supérieure 263 ellemême raccordée hydrauliquement à la rampe intermédiaire 262 qui communique, également, avec la rampe inférieure 261.

Enfin, chacune des rampes annulaires est associée à un bouclier 371 à 373 qui présente pour les deux rampes inférieure 261 et intermédiaire 262 une forme de coupelle annulaire et pour la rampe supérieure 263 une forme de coupelle circulaire.

Le diamètre extérieur des boucliers est choisi de manière que le bouclier intermédiaire 372 surplombe le bouclier inférieur 371 et soit surplombé par le bouclier supérieur 373. Les rampes d'aspersion 261 à 263 présentent des buses de pulvérisation orientées, d'une part, vers le haut et, d'autre part, vers les boucliers 371 à 373 pour en assurer le refroidissement.

Enfin, les rampes intermédiaire 262 et supérieure 263 possèdent des organes de sécurité tels que des clapets tarés qui en cas d'une augmentation de la pression d'alimentation, pouvant résulter d'un bouchage des buses, déclenche un remplissage à grand débit des boucliers intermédiaire 372 et supérieur 373, afin de produire un écoulement en cascade d'un bouclier à l'autre. Une telle disposition permet alors de diminuer les risques d'augmentation brutale de la température résultant d'une obturation intempestive des buses de pulvérisation et ainsi d'empêcher une détérioration de l'installation de captation et de traitement, ainsi que de celle d'aspiration.

La fig.7 illustre une autre forme de réalisation de l'installation 10 de captation et de traitement des gaz de brûlage. Selon cette autre forme, le tube de chargement 13 possède un diamètre externe inférieur à celui interne de la zone tampon 8.

L'installation 10 comporte alors un dispositif mobile d'aspersion 25 dont la structure de pulvérisation 26 est formée par une rampe annulaire 261 apte à s'engager autour du tube 13 et à être introduite dans la zone tampon 8. La structure de pulvérisation annulaire 26 est alors maintenue par le système de supsension formé, par exemple, de deux câbles 28 actionnés par des moyens de manutention 30, tels que des treuils électriques. La structure de pulvérisation 26 est également raccordée aux moyens 21 d'alimentation en liquide de traitement, non représentés. Enfin, la rampe 26 présente trois séries de buse dont une première est orientée à contresens du courant f2 d'aspiration des gaz et dont les deux autres sont dirigées perpendiculairement à ce dernier, respectivement, vers l'extérieur et vers l'intérieur de la rampe 261.

Selon cette forme de réalisation, la structure de pulvérisation 26 reste à l'intérieur de l'enceinte 11 pendant toute la durée du fonctionnement du cubilot 1.

Dans une situation d'attente A, illustrée en traits pleins à la fig. 7, la structure de pulvérisation est de préférence placée au niveau de la zone annulaire 16 autour du tube 13 qui en assure une protection pendant les opérations de chargement du cubilot.

Conformément au procédé selon l'invention, la structure de pulvérisation 26 permet d'assurer un traitement des gaz de brûlage au niveau de la zone annulaire 16.

De plus, la structure de pulvérisation 26 peut être descendue à l'intérieur de la zone tampon 8 pour suivre la descente progressive du niveau de la charge pendant la fin de fusion et assurer un traitement des gaz de brûlage le plus en amont possible afin de limiter le choc thermique subi par la zone tampon 8. A cet effet, la pulvérisation assurée par les buses dirigées vers l'extérieur de l'anneau 26, garantit un refroidissement efficace du matériau réfractaire de ladite zone tampon 8.

Dans les exemples ci-dessus les moyens 20 fixes d'aspersion et le dispositif mobile 25 sont utilisés indépendamment, mais il clair que les moyens 20 et le dispositif 25 pourraient être utilisés en association sur une même installation 10 de captation et de traitement des gaz de brûlage conforme à l'invention.

De même, la description ci-dessus fait intervenir comme liquide de traitement, de l'eau. Toutefois il pourrait être envisagé d'utiliser un autre liquide de traitement vaporisable adapté et permettant par exemple d'assurer un traitement chimique des gaz de brûlage. Un tel liquide de traitement pourrait par exemple être constitué d'eau additionnée d'un additif ou adjuvant approprié.

Dans la description ci-dessus, l'invention est mise en oeuvre sur des cubilots de fonderie, mais elle peut être utilisée pour d'autres types de fours à cuve verticale, à chargement par le haut et à défournement par le bas, tels que, par exemple, des fours d'incinération, des fours de production de laine de roche ou analogues.

Claims (18)

REVENDICATIONS

1 - Procédé de traitement et de captation de gaz de brûlage issu d'un four à combustion forcée et à chargement par le haut, caractérisé en ce qu'il consiste à

- assurer une captation latérale des gaz au niveau d'une bouche de

chargement (9) du four, au moyen d'une installation (10) de captation

dépourvue de moyens de protection propres, tels qu'une protection

interne en matériau réfractaire et/ou un système de refroidissement par

ruissellement extérieur et/ou circulation dans une double paroi et

comportant une enceinte fermée (11) pourvue d'un tube central (13)

de chargement qui définit entre sa partie basse et l'enceinte au moins

une zone de captation (16) des gaz,

- et apporter, de manière continue ou intermittente, un liquide de

traitement vaporisable au niveau et/ou en amont de la zone de

captation par rapport au sens de circulation des gaz, depuis l'intérieur

du four en direction et à travers la zone de captation.

2 - Procédé de traitement et de captation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à apporter le liquide de traitement par des moyens (20) fixes d'aspersion.

3 - Procédé de traitement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à apporter le liquide de traitement au moyen d'un dispositif d'aspersion mobile (25).

4 - Procédé de traitement selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il consiste à faire descendre progressivement le dispositif d'aspersion (25) à l'intérieur du four pour suivre l'abaissement du niveau de la charge, tout en maintenant le dispositif (25) à distance de ce niveau.

5 - Procédé de traitement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé ce qu'il consiste à assurer un apport continu de liquide de traitement au moins pendant une phase, dite fin de fusion, du fonctionnement avant arrêt du four.

6 - Procédé de traitement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé ce qu'il consiste à utiliser comme liquide de traitement, de l'eau éventuellement additionnée d'un additif ou adjuvant pour assurer un traitement chimique des gaz de brûlage.

7 - Installation de captation et de traitement des gaz de brûlage dans un four à cuve verticale et à combustion forcée,

caractérisée en ce qu'elle comporte

- d'une part, une enceinte (11) fermée qui est dépourvue de moyens de

protection propres, tels qu'une protection interne en matériau

réfractaire et/ou un système de refroidissement par ruissellement

extérieur et/ou circulation dans une double paroi d'eau, qui est

raccordée à au moins une canalisation (12) latérale d'aspiration et qui

est équipée d'un tube (13) de chargement vertical dont la base forme,

en association avec l'enceinte (11), au moins une zone de

captation (16) des gaz de brûlage,

- et, d'autre part, des moyens (20, 25) d'aspersion raccordés à des

moyens (21) d'alimentation en liquide de traitement vaporisable.

8 - Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle possède des moyens (20) fixes d'aspersion formés par une série de buses de pulvérisation adaptées à l'intérieur de l'enceinte (11) au niveau de la zone (16) de captation annulaire.

9 - Installation selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce qu'elle possède

- un dispositif d'aspersion (25) mobile qui est formé par une structure

de pulvérisation (26), comportant des moyens (27) d'accrochage au

système de suspension (28) et au moins une rampe d'aspersion (261)

raccordée aux moyens (21) d'alimentation par une canalisation (31),

et qui est destiné à être introduit dans l'enceinte (11) par le tube (13),

lequel est obturé par un panneau mobile permettant le passage du

système (28) et de la canalisation (31),

- et des moyens (30) de manutention de la structure de pulvérisation

(26) par le système (28).

10 - Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce la structure de pulvérisation (26) est formée par au moins une rampe annulaire (261) présentant une série de buses de pulvérisation.

11 - Installation selon la revendication 9 ou 10, caractérisée en ce la structure de pulvérisation (26) comporte un système perturbateur (35) assurant un mélange des gaz de combustion en aval de la rampe (261) par rapport au sens d'aspiration (f2) des gaz de brûlage.

12 - Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que la structure de pulvérisation possède au moins deux rampes annulaires concentriques (261, 263.

13 - Installation selon la revendication 12, caractérisée en ce que la structure de pulvérisation comporte au moins deux rampes annulaires (261, 262) non coplanaires.

14 - Installation selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisée en ce que la structure de pulvérisation possède des buses orientées dans le sens du courant (f3 d'aspiration des gaz de brûlage.

15 - Installation selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisée en ce que la structure de pulvérisation possède des buses orientées à contre-sens du courant d'aspiration des gaz de brûlage.

16 - Installation selon l'une des revendications 10 à 15, caractérisée en ce que la structure de pulvérisation possède des buses orientées perpendiculairement au sens du courant d'aspiration des gaz de brûlage.

17 - Installation selon la revendication 7 ou 8, caractérisée

- en ce que le tube de remplissage (13) possède un diamètre externe

inférieur au diamètre interne du four,

- et en ce qu'elle possède un dispositif mobile d'aspersion (25) raccordé

à l'installation d'alimentation (21) et dont la structure de pulvérisation

(26) est formée par une rampe annulaire (261) présentant un diamètre

interne supérieur à celui externe du tube de chargement et un diamètre

externe inférieur à celui interne du four, pour pouvoir être engagé,

d'une part, autour du tube dans la zone de captation annulaire (16) et,

d'autre part, dans le four, en fin de fusion, au moyen d'au moins deux

câbles de suspension (28) actionnés par des moyens (30) de

manutention.

18 - Four à cuve verticale équipé d'une installation de captation et de traitement selon l'une des revendications 7 à 17.