Brevet FR2002876A1 — publié le 19691031

La présente invention se rapporte â une boîte de refroidissement de hauts fourneaux, constituée par une enveloppe extérieure en forme d'auge â section rectangulaire dans laquelle est logée une enveloppe intérieure de forme 5 semblable à celle de l'enveloppe extérieure, un canal continu de circulation d'eau muni d'ouvertures d'arrivée et de départ d'eau du côté ouvert de la boîte étant ménagé entre la surface extérieure'de l'enveloppe intérieure et la surface intérieure de l'enveloppe extérieure, sur le fond (Côté l'eu) et deux 10 parois latérales opposées de la boîte, en prévoyant une grande distance entre lesdites surfaces. Suivant une proposition antérieure, un canal de circulation d'eau est pratiqué le long du fond et des petites parois latérales des enveloppes extérieure et intéri-15 eure de la boîte. Ce canal présente, en gros, une section transversale trapézoïdale. Les raccordements de ses portions latérales à sa portion longeant le fond sont à peu près rectangulaires. Pratiquement aucun vide n'existe entre les enveloppes intérieure et extérieure à l'emplacement des grandes parois 20 latérales. Le bilan économique des hauts fourneaux modernes de grande capacité exige une bonne marche de ces fourneaux, car les incidents d'exploitation sont coûteux, "ais la boîte de refroidissement connue, à double enveloppe, n'a 25 guère'trouvé son emploi dans la pratique de ces -fourneaux et, d'après ce qu'on sait, aucun haut fourneau équipé de boîtes de ce genre ne marche. La cause en est, à ce qu'il paraît, la forme de ces boîtes. La présente invention a pour but de per-30 fectionner la forme de la boîte pour améliorer,, d'une part, les conditions de circulation de l'eau afin d'éviter les dépôts de boue, ainsi que les accumulations de vapeur, et pour faciliter, d'autre part, 1*exécution des réparations. ■Jonforïï-énent à l'invention, le canal de 35 circulation d'eau est prévu sur lé fond et les parois latérales des enveloppes extérieure et intérieure, les grandes parois latérales étant disposées de préférence horizontalement lors du -liontage sur place. On obtient ainsi un rapport fa- * • ORIGINAL 69 04885 2002876 vorable de la surface léchée par l'eau à la surface totale.-liïïiitant ledit canal. La surface du canal principal, formé par le fond et les grandes parois latérales des deux enveloppes,. 5 a de préférence une coupe sensiblement parabolique, c'est-à-dire qu'elle est exempte de toute arête ou saillie et qu'ëïle présente un arrondi continu à l'endroit du fond. Les portions inférieure et supérieure -te canal principal sont légèrement inclinées, de façon à dormes 10 un circuit d'eau montant ' continu. A l'endroit du fond de la boîte, les grgpdee parois latérales passent avantageusement par des'arrondis isax petites parois, qui forment deux canaux secondaires dont X"*épais» seur est é^ale à environ 1/3 ou 2/3 de l'épaisseur du canal 15 principal. . Suivant une caractéristique de 1'inventiôar des pièces directrices d'eau sont prévues dans les deux canaux secondaires. Lans un mode préféré de mise en oeuvre de ;.-20 la présente invention, lesdites pièces directrices sont d'ailettes légèrement inclinées, placées entre l'extrêmitër3£i-verte et la partie centrale de la boîte Grâce à la disposition de ces pièces directrices, l'eau de refroidissement peut couler sensiblement en--;'. 25 forme d'U à l'intérieur des canaux secondaires, d'où elle passer continuellement dans le canal principal. L'épaisseur des eanaux secondaires doit ;_ être non seulement assez forte pour assurer la circulation normale de l'eau et, en particulier, la séparation et la migra--30 tion des bulles de vapeur dans ces canaux, mais aussi asses faible pour que l'eau puisse circuler normalement dans le .- 1 Ï:iz2-canal principal. Lu côté ouvert de la boîte, sont raccàcâég-au canal principal des a^utaçes d'entrée et de sortie d'eau. 35 élargis en forme de trémie dans le sens de la largeur de lai boîte, ce qui a pour effet de répartir l'eau uniformément sur toute cette largeur. Le canal principal est donc spécialement • - „, ' * / '» BAD QR!G1N% 04885 2002876 conçu pour améliorer la circulation d'eau. l'autre part, en cas d'avarie de l'enveloppe extérieure, un coulis réfractaire peut être facilement pressé dans ce canal pour 1'obturation provisoire de la boîte pendant la marche du haut fourneau. Ce coulis pourrait, en soi, être introduit directement du côté ouvert de la boîte, où se trouvent les ajutages d'admission et de départ d'eau. liais il s'est avéré préférable de presser la masse réfractaire à travers un tuyau prévu au droit du fond de la boîte, muni d'un organe d'arrêt, traversant l'enveloppe intérieure de la boîte et aboutissant au canal principal dans lequel la masse se répand sous l'effet de la forme favorable de ce canal, le remplissant et l'obturant du moins du côté le plus exposé aux avaries. 'Lans un mooe préféré de mise en oeuvre de l'invention, les deux enveloppes de la boîte sont exécutées en acier coulé, si bien que leur résistance â l'usure peut être augmentée par le choix judicieux d'une nuance d'acier résistant aux températures élevées. Afin de mieux faire coiiprendre l'objet de la présente invention on va en décrire maintenant, à titre d'illustration et sans aucun caractère limitatif de sa portée, un mode de mise en oeuvre choisi comme exemple et représenté par le dessin ci-joint, dans lequel: La figure 1 est une coupe verticale par une boîte de refroidissement montée sur place, conforme à la présente inventionj La figure 2 est une coupe suivant la li0ne II - II de la figure î. La boîte représentée en figure 1 se compose essentiellement d'une enveloppe extérieure 1 et d'une enveloppe intérieure 2, qui sont exécutées en acier coulêv/aortees de telle manière que leurs faces supérieure et inférieure ou ^raxidec parois latérales 5 soient sensiblement horizontales. . • Le fond■4 de'1'enveloppe extérieure 1 est d'une épaisseur- nettement supérieure--à celle des autres parois Ce l-.- boîte. Ja résistance à l'usure, e^t g-in^i eu^mentêe. ïin particulier, son côté i-eu est soumis, en service, à une tempé- BAD ORIGINAL 04885 4 2002876 rature supérieure au point de rosée, si "bien qu'il ne peut se produire à cet endroit- aucun dépôt d'eau de condensation susceptible de provoquer une corrosion. - - Les enveloppes 1, 2 sont soudées sur une ■olaoue frontale 3 munie d'un ^rand trou central rectangulaire J. x ~ * >-» permettant d'accéder à l'enveloppe 2. Une enceinte o existe entre la- surface, intérieure de l'enveloppe extérieure 1 et la surface extérieure de l'enveloppe intérieure 2, au droit du fond 4 et des grandes parois latérales 5. Cet «e enceinte -S-constitue un canal de oinquisition d'eau à section sensiblement- parabolique. Les surfaces limitant ce canal 6 sont exemptes de bout an0le, arête ou saillie. • Une' enceinte 3 (figure 2}- existe entre 1*enveloppe extérieure 1 et l'enveloppe intérieure 2,'au" droit des chants ou petites parois latérales sensiblement verticales -T. -Cette enceinte 8 a une épaisseur sensiblement é*;ale à la moitié de l'épaisseur du canal 6.- 211e passe dans ce dernier par des arrondis 9» '10 d'un vrand rayon de courbure, au moins à -proximité du fond 4. L'Ile renferme des pièces directrices d'eau 11 légèrement inclinées, disposées entré l'extrémité ouverte et la partie centrale de la boîte. Par 12 sont désignés des ajutages d * entrée et de sortie d'eau présentant des évasements-13j 14 en forme de trémie suivant la largeur de la boîte et débouchant dans le canal 6 par une fente de grande largeur. Un tuyau 15 pourvu d'un organe d'arrêt traverse la partie centrale ciu fond de l'enveloppe intérieure 2 et débouche dans le canal 6. Lormalement, l'organe d'arrêt du tuyau 15 est fermé. :.'n peut l'ouvrir afin de contrôler le canal 6. Lorsque l'envelopvpe extérieur 1 est avariée, on presse du coulis réfractaire dans le canal 6 au travers du tui'au 15. iin cas d'avarie _rave de la boîte, en peut remplir de coulis réfractaire l'enceinte entourée de l'envelox'pe intérieure 2 et fermer le trou central de la plaque frontale 3 par un couvercle . La nouvelle boîte se prête au refroidisse- BAD ORIGHNAL 69 04885 s - 2002876 .ûent par l'eau chaude ou froide. lans le cas clu refroidissement par l'eau chaude, celle-ci monte co&nie l'indiquent les flèches 16, 17. Il n'y a pas 6'accumulation de vapeur^ car la portion supérieure 5 du canal de circulation d'eau b est lisse et inclinée. Lans le cas du refroidissement par l'eau froide, celle-ci peut circuler dans le sens indique par les flèches 16, 17 ou en sens inverse. Le toute manière, ^râce à la forme favorable du canal 6, aucun dépôt de boue ne peut se 10 produire dans ce dernier. la boîte selon la présente invention présente plusieurs avantages. L'altération de la transmission de chaleur par des accumulations de vapeur ou des dépôts de boue est 15 évitée à coup sûr. La durée de la boîte est ainsi prolongée et la sécurité de fonctionnement augmentée. En cas d'incidents, la boîte peut être facilement arrêtée et provisoirement obturée par introduction d'une-masse réfractaire. Toute interruption, de service du haut 20 fourneau est évitée. Les surfaces à refroidir sont uniformément léchées par l'eau. L'enceinte d'eàu est petite. L'eau est utilisée au maximum, en sorte que la consommation d'eau est réduite au minimum. T % 8AD ORIÇiMM* 69 04885 2002876 REVEffDIOATIOHS 1. Boîte de refroidissement de hauts fourneaux, constituée par une enveloppe extérieure en forme d'auge à section rectangulaire dans laquelle est logée une enveloppe intérieure de forme 5 semblable â celle de 1'enveloppe extérieure, un canal continu de circulation d'eau muni d'ouvertures d'arrivée et de départ d'eau du c8té ouvert de la boîte étant ménagé entre la surface extérieure de l'enveloppe intérieure et la surface intérieure de l'enveloppe extérieure, sur le fond (Côté Peu) et deux /parois 10 latérales opposées de la boîte, cette boîte étant remarquable en ce que le canal de circulation d'eau est prévu sur le fond et les parois latérales des enveloppes extérieure et intérieure. 2. Boîte selon la revendication 1, remarquable en ce que la surface du eanal principal, formé par le fond et les grandes 15 parois latérales des deux enveloppes, a une coupe sensiblement parabolique. 3. Boîte selon la revendication 1 ou 2, remarquable en ce que au moins â l'endroit du fond de la boite, les grandes parois latérales passent par des arrondis aux petites parois, qui foment 20 deux canaux secondaires dont l'épaisseur est égale â environ 1/3 ou 2/3 de l'épaisseur du canal principal, et des pièces directrices d'eau sont prévues dans les deux canaux secondaires. 4-» Boîte selon la revendication 3, remarquable en ce que les pièces directrices sont formées d'ailettes légèrement inclinées, 25 placées entre l'extrémité ouverte et la partie centrale de la boîte. 5. Boîte selon les rèvendications"^/-î4 remarquable en ce que des ajutages d'entrée et de sortie d'eau sond élargis en fome de trémie dans le sens de la largeur de la boîte. 30 6» Boîte selon les revendications"!,^^ ^£ remarquable en ce qu'un tuyau prévu au driot du fond de la boite et muni d'un organe d'arrêt traverse l'enveloppe intérieure de la boîte et aboutit au canal principal. 7. Boîte selon les revendicatiotts"^!^/,^ remarquable en ce 35 que les enveloppes sont en acier coulé.