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Refractaire
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Est-a
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Etre
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Generic
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metal
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2521701A1
Family ID 8124785
Probable Assignee G Sojuzny I
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title DISPOSITIF POUR LE REFROIDISSEMENT DE LA PAROI DES FOURS A
CUVE
EN Title SHAFT FURNACE WALL COOLING PLATE - WITH VERTICAL COOLING
ELEMENTS SEPARATED FROM HORIZONTAL COOLING TUBES WHICH SUPPORT
REFRACTORY LINING
Abstract
_________________________________________________________________
CE DISPOSITIF COMPREND DES ELEMENTS DE REFROIDISSEMENT LONGITUDINAUX,
CONSTITUES PAR DES TUBES 1 ET DISPOSES LE LONG DE LA PAROI DU FOUR ET
DES SAILLIES REFROIDIES D'APPUI REALISEES AVEC DES TUBES 2 ET DES
DOUILLES. LES DOUILLES SONT FIXEES AUX TUBES 1 DES ELEMENTS REFROIDIS
LONGITUDINAUX. LES TUBES 2 DES SAILLIES REFROIDIES D'APPUI SONT
DISPOSES PAR RAPPORT AUX TUBES 1 DES ELEMENTS REFROIDIS LONGITUDINAUX
DE FACON A FAIRE AVEC EUX UN ANGLE INFERIEUR OU EGAL A 90.
CE DISPOSITIF EST PRINCIPALEMENT DESTINE AU REFROIDISSEMENT DES CUVES
DE HAUTS FOURNEAUX, AINSI QU'AU REFROIDISSEMENT DES PAROIS DE FOURS A
CUVE, PAR EXEMPLE DES FOURS DE LA METALLURGIE DES MATERIAUX NON
ferrous, DES CUBILOTS.
A cooling plate for the walls of metallurgical furnaces, esp. shaft
furnaces for the nonferrous metallurgy and cupolas, consists of L- and
Z-shaped cooling tubes which are sepd. from the furnace shell by
bushes or horizontal cooling pipes. The latter are U-shaped and carry
a refractory lining on the part of the U-shape inside the furnace.
This design results in a better endurance of the refractory lining and
therefore in longer intervals before a major overhaul becomes due.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne le domaine de la metallurgie et
notamment les dispositifs pour le refroidissement de la paroi des
fours a cuve.
L'application du dispositif faisant ltobjet de l'invention est d'une
efficacite maximale dans le refroidissement de la paroi des hauts
fourneaux, dans lesquels il assure la protection du blindage contre
l'action de l'atmosphere du four.
On connais un dispositif pour le refroidissement de la paroi des hauts
fourneaux, qui est constitue par des plaques verticales refroidies et
des plaques horizontales refroidies, ces dernieres constituant des
saillies d'appui. Les plaques horizontales sont ElisLosees entre deux
plaques verticales successives ("Le refroidissement des hauts
fourneaux1 par S.M. Andoniev, O.V. Filipiev,
G.A. Kudinov, Moscou, 1969, p. 232, figure 103).
Les grandes decoupes faites dans le blindage, pour former les
logements recevant les plaques horizontales a l'interieur desquelles
sont noyes les tubes de refroidissement, affaiblissent le blindage du
four. En outre, la coulee de la fonte noyant les tubes de
refroidissement provoque la croissance du grain du metal de ces tubes
et sa carburation partielle, ce qui abaisse les pro prietes de
resistance et de plasticite des tubes.
On connait aussi des dispositifs de refroidissement de hauts
fourneaux, dans-lesquels des saillies d'ap- pui sont venues de
fonderie sur les plaques verticales, tandis que le tube refroidissant
les saillies est alimente independamment en fluide de refroidissement
(cf. ltou- vrage ci-dessus, p. 218, -figure 97a) ou bien realise d'une
seule piece avec les tubes refroidissant la plaque (cf. l'ouvrage
ci-dessus, p. 218, figure 97b). Etant donne que la saillie realisee
d'une seule piece avec la plaque est situee dans la partie inferieure
du moule et entouree par sa partie massive, elle se refroidie tres
lentement, le metal la constituant se solidifie en dernier lieu, aussi
la saillie presente-t-elle des cavites internes. La metal dans la
saillie est minimale. La saillie, etant du cote de la partie active du
fourneau, est tres fortement soumise a l'action abrasive par les
constituants de la charge et le flux gazeux, aussi est-elle rapidement
mise hors d'usage. La destruction de la fonte de la saillie est suivie
par la destruction de la fonte de la plaque verticale. Le blindage
reste sans protection vis-avis de l'action de l'atmosphere du
fourneau: il est surchauffe et se deforme.
En outre, on connait un dispositif pour le refroidissment de la paroi
d'un haut fourneau, comprenant des tubes refroidis disposes suivant
toute la hauteur de la cuve du haut fourneau et solidarises entre eux
par des nervures de rigidite soudees (brevet du Japon n' 45-14642).
Les tubes refroidis sont connectes a un collecteur annulaire
d'alimentation et a un collecteur annulaire d'evacuation, situes
respectivement a la partie inferieure et a la partie superieure de la
cuve du haut fourneau. L'absence de saillies d'appui pour le
garnissage fait que mB- me une destruction insignifiante de celui-ci
en l'une quelconque des parties de la cuve du fourneau, entraine la
destruction rapide de tout le garnissage restant.
Le dispositif le plus proche techniquement de celui faisant l'objet de
i'invention est un dispositif pour la protection du blindage des fours
a cuve, constitue par des elements verticaux refroidis - plaques-,
disposes avec des discontinuites suivant la hauteur (demande de brevet
du Japon n' 49-6443). Dans les intervalles entre les plaques
verticales sont disposees des saillies refroidies d'appui, constituees
par des cornieres d'appui pour le support de la maconnerie
refractaire, ces cornieres pouvant depasser au-dela de la surface
verticale des plaques dans le four, et des elements de refroidissement
pour le refroidissement de ces cornieres d'appui. elements de
refroidissement sont realisees sous la forme de boIte en acier
depassant dans le four, et les cornieres d'appui sont posees sur les
elements de refroidissement. Les elements de refroidissement sont
fixes en commun avec les cornieres d'appui au blindage du four. Les
decoupes faites dans le blindage, pour l'in troduction des elements de
refroidissement et des cor nieres d'appui, l'affaiblissent fortement.
Les dimensions importantes du volume inte rieur et de la surface des
elements de refroidissement entrainent la surchauffe de la generatrice
superieure du plan des elements de refroidissement et des cornieres
d'ap pui, avec formation de vapeur, ce qui est suivi du percage
rapide, par grillage, des elements de refroidissement.
En outre, dans un tel element de refroidissement, il est pratiquement
impossible d'obtenir une vitesse suffisante de circulation du fluide
de refroidissement (tant dans le refroidissement par eau que dans le
refroidissement par vaporisation), ce qui abaisse aussi sa tenue.
Les saillies refroidies d'appui decrites ont une faible tenue, ce qui
provoque des troubles dans le refroidissement de grandes portions du
blindage, suivis par leur deformation et leur percee par-grillage.
L'invention a pour but de creer un dispositif pour le refroidissement
de la paroi d'un four a cuve dont la realisation constructive soit
telle qu'elle permette d'accrottre la tenue du garnissage refractaire
dc ces fours a cuve et de leur blindage et, par conequent, d'augmenter
leurs duree d'utilisation.
La presente invention a donc pour objet un dispositif pour le
refroidissement de la paroi d'un four a cuve, comprenant des elements
de refroidissement longi- tudinaux, disposes le long de la paroi du
four, et des saillies refroidies d'appui, dans lequel, les saillies
refroidies d'appui sont realisees sous la forme de tubes avec des
douilles, qui passent entre des elements refroidis longitudinaux,
constitues eux aussi par des tubes aux quels sont fixees les douilles,
les tubes des saillies refroidies d'appui etant dispose par rapport
aux tubes des elements refroidis longitudinaux de facon a faire avec
eux un angle inferieur ou egal a 90*.
I1 est avantageux de realiser les saillies refroidies d'appui sous la
forme de tubes thermiques avec des echangeurs thermiques situes du
cbte exterieur de la paroi du four.
La realisation des saillies refroidies d'appui au moyen de tubes
permet d'avoir une section interieu- re reduite des tubes, ce gui
permet d'assurer une grande vitesse de circulation du fluide de
refroidissement les parcourant, et, par consequent, un refroidissement
fiable, de qualite, ae la saillie d'appui et une forte tenue de cette
saillie. La forte tenue de la saillie assure un service prolonge du
garnissage refractaire, une protection fiable des elements refroidis
longitudinaux et du blindage du four contre l'action de l'atmosphere
du four.
Lors de la fabrication de la saillie, ses tubes ne sont pas noyes dans
la fonte liquide, ce qui exclut l'abaissement des proprietes
physico-mecaniques du metal des tubes.
La surface insignifiante des saillies permet d'abaisser l'extraction
de chaleur aux gaz reducteurs du four et, par cela-meme, d'abaisser la
consommation de combustible pour le processus de fabrication. La mise
hors d'usage d'une saillie n'entraine aucun endommagement des elements
refroidis longitudinaux, ce qui rend plus fiable la protection du
blindage du four.
Tout le dispositif est de fabrication et de montage simples.
Des exemples concrets de realisation de l'invention, sont decrits
ci-dessous, en reference aux dessins annexes, dans lesquels: la Fig. 1
represente schematiquement un dispositif pour le refroidissement de la
paroi d'un four a cuve (vue avant) conforme a l'invention; la Fig. 2
est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la Fig. 1; la Fig. 3
est une coupe suivant la ligne 111-111 sur la Fig. 1; la Fig. 4
represente une variante de realisation du dispositif pour le
refroidissement de la paroi d'un four a cuve (vue avant) conforme a
l'invention; la Fig. 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V sur
la Fig. 4; la Fig. 6 est une coupe suivant la ligne
VI-VI sur la Fig. 4.
Le dispositif selon invention pour le refroidissement de la paroi d'un
four a cuve comprend des elements longitudinaux refroidis, realises
avec des tubes 1 (Fig. 1), et des saillies refroidies d'appui,
realisees elle aussi au moyen de tubes 2.
Des conduites 3 (Fig.2) amenant le fluide de refroidissement et des
conduites 4 evacuant le fluide de refroidissement, sont connectees aux
tubes 1 de l'element longitudinal refroidi.
Des douilles 5 sont fixees aux tubes longitudinaux 1. Les saillies
d'appui, constituees par les tubes 2, traversant les douilles 5.
Le garnissage refractaire 6 est place sur les tubes 2 des saillies
d'appui.
Tout le dispositif est fixe au blindage 7 du four.
Des conduites 8 (Fig. 3) amenant le fluide de refroidissement et des
conduites 9 evacuant le fluide de refroidissement, sont connectees aux
tubes 2 des saillies d'appui.
Les figures 1, 2, 3 montrent un mode de realisation du dispositif pour
le refroidissement de la paroi d'un four a cuve, dans lequel les
elements refroidis longitudinaux sont montes verticalement et les
saillies refroidies d'appui sont horizontales,-c'est-a-dire font un
angle de 90* par rapport aux elements longitudinaux refroidis.
La saillie refroidie d'appui en tubes 2, representee sur les figures
1, 2, 3, est destinee a un circuit de refroidissement par circulation
d'water.
Les figures 4, 5, 6 representent une variante de realisation du
dispositif pour le refroidissement de la paroi d'un four a cuve, dans
laquelle les saillies refroidies d'appui en tubes 2 sont realisees
sous le forme de tubes thermiques
Dans les hauts fourneaux, la paroi de la cuve est inclinee
(d'ordinaire d'un angle de 82' a 84v).
Les elements refroidis longitudinaux en tubes 1 (Fig. 5) sont disposes
le long de la paroi du four. Les tubes 2 des saillies refroidies
d'appui sont disposes horizontalement. De la sorte, l'angle entre les
elements refroidis longitudinaux et les saillies refroidies d'appui
est inferieur a 90u.
Les saillies refroidies d'appui peuvent etre disposees non seulement
suivant l'horizontale, mais aussi sous un autre angle par rapport aux
elements refroidis longitudinaux en sens inverse de la descente des
consti tuants de la charge. I1 est dans ce cas avantageux d'appliquer
le garnissage 6 sur la paroi du four par projection.
Le refroidissement des saillies d'appui, realisees sous la forme de
tubes thermiques,est assure par des echangeurs thermiques 10, situes
du cote exterieur de la paroi du four. Les conduitesll amenant le
fluide de refroidissement et les conduites 12 evacuant le fluide de
refroidissement sont connectees aux echangeurs thermiques 10.
Le dispositif faisant l'objet de l'invention fonctionne de la facon
suivante.
Un fluide de refroidissement, par exemple de l'water ou un melange
vapeur-eau, est amene par les conduites 3 (figures 2, 5) aux tubes 1,
extrait la chaleur des constituants de la charge et des gaz du four et
est evacue par les conduites 4.
En outre un fluide de refroidissement est amene par lesconduites 8
(Fig. 3) aux tubes 2, extrait la chaleur des constituants de la charge
et des gaz du four et est evacue par les conduites 9.
Les tubes 2 des saillies d'appui penetrent a l'interieur du four a
travers les douilles 5, qui sont fixees aux tubes 1 des elements
refroidis longitudinaux et le garnissage refractaire 6 repose sur ces
tubes 2.
Tout le dispositif est fixe au blindage 7 (Fig. 2) du four par des
procedes connus.
Dans le cas ou les saillies d'appui sont realisees sous la forme de
tubes thermiques, le fluide de refroidissement circulant dans les
tubes thermiques se refroidit dans les echangeurs 10 (figures 4, 5,
6). Le refroidissement est assure par un fluide de rexroidisse- ment
amene par les conduites 11 et evacue par les conduites 12.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1. Dispositif pour le refroidissement de la paroi d'un four a cuve,
comprenant des elements de refroidissement longitudinaux, disposes le
long de la paroi du four, et des saillies refroidies d'appui
caracterise en ce que les saillies refroidies d'appui sont realisees
sous la forme de tubes (2) et de douilles (5), qui passent entre les
elements refroidis longitudinaux, realises eux aussi par des tubes
(1), auxquels sont fixees les douilles (5), les tubes (2) des saillies
refroidies d'appui faisant par rapport aux tubes (1) des elements
refroidis longitudinaux de un angle inferieur ou egal a 9o.
2. Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce que les
saillies refroidies d'appui sont realises sous la forme de tubes
thermiques (2), avec des echangeurs thermiques (10) situes du cote
exterieur de la paroi du four.
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