Brevet FR2024843A1 — publié le 19700904

x 2024843 La présente invention concerne le traitement au four de né tau:: et plus particulièrement la fusion d' aluminium secondaire ^.uis des feurs du type réverbère . Le four-réverbèr:- , qui permet d: fondre de grands volu-3 ô de .•/ t?l destines à être utilisas dans des f ours de main bien en température pour fonderie, pour le moulage ou coulée continu en source, la fonderie et la production de lingots et pour la refusion do nitraille, est un dispositif préféré pour la fusion d'aluminium secondaire. Les fours-rêverbires classiques peuvent,sui-10 vant leurs dimensions, être équipés de brûleurs air-combustiole,soi-du type plat et montés dans la voûte du four , soit des types produisant une flamme longue et lumineuse et montés dans la paroi latérale ou dans la paroi d'extrémité du four, à l'opposé de la porte de chargement. Comme le nom l'implique, la charge métallique 15 du four-réverbère est chauffée par transfert à partir des surfàces intérieures réfractaires chaudes et directement par la flamme des | brûleurs. j Les dimensions et le noabre de brûleurs sont habituellement choisis en fonction de la vitesse de fusion désirée, ion rendement 20de 30% du combustible admis étant considéré comme bon dans le cas de la fusion d1 aluminium. Un volume approprié du four est conservé au-dessus de la charge de manière à permettre une combustion complète du combustible avec circulation correcte des produits de la combustion en vue de ramener au minimum la formation de volumes 25morts ou de points chauds. Cet espace ou volume de combustion,qui correspond souvent à dix fols le volume de la charge, permet l'entrée d'une quantité de combustible juste suffisante avec l'air. Un dépassement de la capacité normale du four provoque une augmentation de la température des fumées, ce qui se traduit par une dimi-30nution du rendement et par une surchauffe des parties réfractaires dans les conduits de fumées ou dans d'autres points chauds, dûs au combustible brûlé sur les surfaces chaudes du briquetage. On a en outre trouvé qu'en augmentant dans ces conditions la vitesse de combustion dans les brûleurs classiques, on n'augmentait en géné-35ral pas la vitesse de fusloa de la charge, car la transmission d'énergie thermique à la charge n'en était pas améliorée. L'invention se propose donc principalement de fournir ■une disposition pour la fusion d'un métal,plus particulièrement de 1'aluminium,dans un four à combustible caractérisé par un rendement 4-Oplus élevé du transfert de chaleur à la charge. L'invention se 6937415 2024843 —d -» propose é g de nent de fourbir un dispositif de fusion de l'aluminium procurant une diminution importante de:; temps de fus ici: do la charge ainsi que des économies sur la com/onuaticn de ur usti-ble et i'ji. réduction de la formation de laitier t des per: vr 5 vaooris r-.tion de 11 aluminium. L'invention a également; pour c * s - c réduire la dtérioration des parties réfractaires dons le four ot de permettre la fabrication d'un produit métallique amélicr-' par diminution des inclusions gazeuses dissoutes. Cea problèmes sont résolus et d'autres résultats senu on 10 outre atteints selon l'invention par le procédé et un dispositif d fusien de métaux, plus spécifiquement de l'aluminium secondaire, dans un four-réverbère dans lequel un ou plusieurs brûleurs auxi-liaires à oxygène et combustible sont utilisés en complément de brûleurs à air et combustible, de manière telle que la flamme oxy-15 gène-combustible soit réglée avec précision pour que la combustion soit achevée à 90% au moins, avant l'arrivée des produits de combustion au contact de la charge ou du bain de fusion. A cet effet, on met en oeuvre une flamme oxygène-combustible du type à turbulen ce et ayant une vitesse de flamme comprise entre 150 et 1050 m/s, 20 une température comprise entre 1925°C et 2750eC et dans laquelle le rapport oxygène-combustible a été réglé de manière à obtenir au moins 65% et de préférence 75% du rapport stoechiométrique nécessaire pour la combustion complète. La flamme, qui a une longueur de 1,2 à 2,1 m environ part d'un brûleur monté à fleur avec 25 la paroi de la voûte ou les parois latérales du four. La flamme oxygène-combustible est dirigée de telle manière que,au lieu d'entrer en contact direct avec la charge ou le bain de fusion,elle touche les produits de la combustion à la température relativement plus faible des brûleurs aiBCombustible, créant ainsi un fort de-30gré de turbulence qui stimule l'action des courants de convection dans le four et qui améliore donc le transfert d'énergie thermique à la charge. On trouvera ci-après diverses formes spécifiques de réalisation de l'invention. ^5 Dans un premier exemple, un four-réverbère classique de refusion d'aluminium comporte trois portes de chargement réparties symétriquement dans la paroi, avant et un conduit de fumée ou car-neau adjacent à la paroi arrière. Ce four est équipé de quatre brûleurs air-combustible classiques,deux brûleurs étant dirigés 4-Overs la charge à partir de positions voisines de l'extrémité avant 6937415 2024843 -3 - des parois latérales opposées et deux brûleurs additionnels dirigés vers l'intérieur du four à partir d'extrémités opposées à la paroi arrière . Deux brûleurs oxyg ôn e coribustiblc de 38nn environ soht montés dans la voûte dans des positions symétriquement espa-5 cées et sont dirigés vers la charge. Les buses des brûleurs sont à fleur avec lo garnissage réfractaire intérieur de la voûte.Dans 1'exe pie représenté,les brûleurs sont des brûleurs i oxygène-huil du type à mélangeur à pointeau d'auto-atcmisc.uion;ils sont équipés d'organes de turbulence qui dévient le courant sortant d'hui-10 le,entouré par un anneau d.3 jets d1 oxygène. On obtient une flarme très turbulente et non-cohérente qui est dirigée de manière à se mélanger avec les produits chauds de la combustion se propageant le long des axes d'intersection des brûleurs air-combustible. Des essais effectués avec une séfie de charges de mitraille 15 dans un four du type précité d'une capacité de 4-0 tonnes, ont ffeit apparaître une augmentation d'environ 100% de la vitesse de fusion et une diminution d'environ 25% de la perte de métal par formation de laitier et autres causes. Un second modo de réalisation comprend un petit four-réver-20 bère rectangulaire pour aluminium du type à sole latérale. La mitraille utilisée pour charger ce four est placée dans une fosse adjacente à une extrémité du four,qui est munie de deux petits brûleurs classiques air-combustible montés dans la paroi arrière ou sur les côtés opposés du carneau et dirigés vers l'avant. Du 25 métal en fusion est poiapé du four dans la fosse de chargement et il est ramené dans la partie principale du four de manière à forme un bain plan. Un brûleur auxiliaire à oxygène-gaz d'un diamètre de 38mm environ,et refroidi par eau est monté sur la partie arrière du four en traversant une porte de nettoyage,la buse du brûleur 30 étant à fleur avec le garnissage intérieur du four et la flamme étant élirigée obliquement vers l'intérieur,1a longueur de la flamme étant réglée avec précision de manière telle que la combustion soit pratiquement terminée avant que les produits n'entrent en cor tact avec le bain de métal. En outre,l'axe de la flamme oxygène-35 combustible est orienté transversalement aux axes des flammes air-combustible à basse-pression,afin d'augmenter au maximum la turbulence des produits de la combustion dans le four et d'augmenter ainsi le transfert de chaleur par convection. Des essais effectués avec un four élu type précité ,d ' une 40 capacité de 20 tonnes, ont montré qu'on obtenait une augmentation 6937415 2024843 -4- de 100% du taux de production et une diminution, de 50% de la consommation de combustible. Dans un autre exemple de réalisation,on utilise un four de fusion d'aluminium du type-réverbère et de section droite rectan-5 gulairc-,qui est muni de. deux portes de chargement espacées symétriquement et prévues à l'avant du four ainsi que d'un carneau ménagé dans la paroi arrière. Ce. four est chauffé par deux paires de brûleurs classiques à air et combustible. Une paire de brûleurs est dirigée vers l'intérieur à partir des parois terminales lOopposées du four,à proximité des coins avant. Les brûleurs de la seconde paire sont respectivement montés aux extrémités opposées de la paroi arrière, à proad-iaité des coins. Un brûleur-fusée à oxygène et gaz, de 76mm environ et refroidi à l'eau,est interposé à proximité de la partie supérieure d'une paroi latérale;il est 15dirigé vers le bas sous un angle d'environ 20° par rapport à l'horizontale, et monté dans une position parallèle à 3.*axe central longitudinal du four. La buse du brûleur est à fleur avec la surface intérieure du fourjla longueur de flamme est réglée de manière que la combustion soit achevée à environ 9C# avant l'entrée en 20contact des produits de la combustion avec les masses de mitraille au cours de la fusion. Des essais exécutés dans un four-réverbère d'une capacité de de 25 tonnes et/ce dernier type ,ont fait apparaître une augmentation de 53% de la vitesse de fusion du four et une diminution équivalen-25te de la consommation de combustible . Il est clair que le procédé décrit plus haut,qui fait intervenir l'adjonction de brûleurs à oxygène et combustible à des brûleurs classiques à air et combustible dans des fours du type-réverbère ,marque un progrès important dans le domaine dé la fu-30sion de mitraille,en particulier d'aluminium secondaire. Les avantages principaux qui peuvent être obtenus selon l'invention sont les suivants : l)la vitesse de fusion de l'aluminiun traité est augmentée de 50% ou plus,du fait de l'amélioration du transfert de chaleur. 35 2)La quantité de laitier et les autres pertes sont considérablement diminuées. 3)La dépense de combustible par tonne de produit diminue sensiblement ce qui augmente le rendement d'utilisation de la chaleur. 4)La qualité des produits est améliorée du fait d'une meilleure 40uniformité de chauffage et d'un réglage plus précis des propriétés 6937415 2024843 chimiques de la flamme. D'autres n vantafiv. • et caract'ru;t:; ^uon do 1'invention ■ i.vur. i; 'ri m 5 Firr.lA et 1B repréê .nitont respectivement les vu-os on plan ut on élévation do face, -l'un four-ré r > ère poux aluminium con-prc;. :T.t des brûleurs o;;yg. nD-ccnbuoticl.. ru-partis dans la voûte, selon 1'invention; Fig,.iA et 2B sont respectivement c." _s vues or coupe .longitu-10 dinale et on -section droite,d'un brûleur du type à pointeau d'au-to-atomisation utilisé dans 1~ four -..os figures 1A et 1B; Fig.2 C représente un Sléinont de turbulence pl^oé dans la partie de pointe du brûleur des figures 2A et 2B; Fig.2D est une vue en perspective à plus grande échelle 15 de l'élément de turbulence avec arrachement partiel do la buse fie brûleur; Fig.3 représente un dispositif d'alimentation en oicygène et en combustible pour les brûleurs des figures 2A et 2B; Fig.7!- représente un schéma do circuit él oc tri eue pour le 20 brûleur des figures 2A et 2B| . Fig.5A et 5B sont respectivement des vues en plan et en élévation de face, d'un four do fusion d'aluminium à sole latérale comportant -un brûleur à oxygène et gaz monté dans la paroi latérale du four; 25 Fig.SA et 6B représentent respectivement en vue en plan et en vue en élévation de faco un four-réverbere de fusion d1aluminium avec une autre variante do brûleur à oxygène-gaz dans la .paroi latérale; Fig.7A et 7B sont respectivement des vues en coupe longitu-JOdinale et en section droite,d'un brûleur-fu::ée (dont la chemise d'eau est enlevée )du type utilisé c us les c truc turcs de feur :.os figures 5A, 5B, et nA,.6B; Fig.S représente un dispositif typique d'alimentation on oxygène et en gaz des brûleurs-f\ïo:éos des figures 7A et ?B; 35 Fig.9 représente un schéma du circuit électrique do l'installe, tion à brûleurs-fusées des figures 7A, 7B. Aux figures 1A et lB,on a représenté un four 1 du type-réverbère ,d'une capacité de 35 tonnes,utilisé pour la refusion d'aluminium secondaire,ce four ayant une forme rectangulaire et ayant 401es dimensions intérieures suivantesr9r2 m de longueur t3,35 ^ de 2024843 6937415 -e- largeur et 2m de hauteur.Un carnoau .2 placé dans une zone adjacente à la paroi arrière est aux dimensions intérieures de 1,_ x 1,2 n et s'-'V'vo à environ 0,4 n au-c'.car.- •> de la voûte du xV • il se termine pur une hottû 2a. Lee i roij latérales du foui' 5 qui sent cor-ftituioc ix, tôles d'acior r.vêtues de briques v»;^r.-ic-tsirec comportant par exemple do 11 alumine,ont une épaisseur de 32,5 cr.;lr\ partie do sole en briquec réTractaires ,qui p .ut "ti-lég ".•re_;,-nt inclinée on direction du conduit ^ coulée 4 ; . --a. d une extrémité, a une épai3seur de 40 cm dans l'exemple roja'ut .ai,».', 101a construction générale ot le fonctionnement de ce four sont oi-Eilaires à ce qui a été décrit dans le chapitre "Fours-révorb v _m pages 6 et 7 du volume III "Alumi ni vm Fabrication and Finirhii^-" , publié par l'Àmérican Society :f or IJetals" en 1967. Le four 1 est muni de trois portes 5 qui ont chacune les d.i.. u:> 15sions suivantes: environ 1,9® de longueur , 1,6 n de hauteur 1 t 20 cm d'épaisseur,ces portes étant symétriquement espacées L.um l'avant du four et étant placées à un niveau d'environ 0,6 m . u-dessus de la sole. Le four est chauffé à la manière usuelle par quatre brûleur a 20air-combustible 6. Dans l'exemple représenté,ces brûleurs peuvent être du type général fabriqué par la Société "North Afliericaniaanu-facturing Company" de Cleveland, Ohio. Les brûleurs 6 sont réglés pour brûler un mélange d'huile combustible N°6 et d'air, fourni par un système classique d1alimontu-- tion non-représenté,et ils peuvent fournir chacun une puissance maximale de chauffe de 2.800.000 calories par heure. Deux brûleurs classiques 6 sont montés dans la paroi arrière du four,chacun ayan* son axe central écarté d'une distance d'environ 0,6 m d'un coin respectif et étant situé à une hauteur d'environ 1,4 m au-dessus 30de la sole dans chaque cas. Chaque brûleur est dirigé vers l'intérieur sous un angle d'environ 15° par rapport à la surface de la paroi latérale. Chaque brûleur de l'autre paire G est placé dau~ une des parois latérales du four et son axe central est écarté d'environ 30 cm du coin intérieur avant,le brûleur étant en outre 35placé à une hauteur d'environ 1,4 n au-dessus de la sole. Los brûleurs de c^tte paire sont dirigés vers l'intérieur sous des -aigles d'environ 12° par rapport à la surface de la paroi avant et ils sont orientés vers le bas sous un angle d'environ 8° par rc.p; or à l'horizontale. Chaque buse cbs brûleurs 6 est fixée peu prèm; ô 40fleur avec la surface intérieure du four de manière telle que seul*. 6937415 -7- 2024843 les flammes pénètrent dans le four. Chacun des brûleurs classiques 6 est alimenté sous un volume de 3.220 m^/h d*.air et il est alimenté à raison de 300 1/h en huile "Bunker C H®6"pour produire une flamme ayant une vitesse comprise entre environ 6 et 30 m/s 5 et ayant une température maximale moyenne comprise entre 1480°C et 1750°C. Ces flammes d'air et combustible à faible vitesse et à faible pression comportent une zone de combustion présentant une partie centrale lumineuse s'étendant sur environ 2,4- m vers l'extérieur à partir de la pointe de brûleur. 10 Selon 1'invention,la chaleur fournie par le groupe classique de brûleurs, correspondant.aux brûleurs à faible vitesse 6,est complétée par un supplément de chaleur fourni par des brûleurs auxiliaires 10 à oxygène et combustible,à grande vitesse, ce supplément étant d'environ 20 à 30% de la quantité totale. Dans l'exem-15plo représenté aux figures 1A et lB,ces brûleurs 10 sont au nombre de doux et placés dans la voûte du four le long de l'axe central, sur des côtés opposés.du carneau,chacun dans une position écartée d'environ 0t4 m de ce dernier. / Les brûleurs à oxygène-combustible 10,qui utilisent de l'huir-20le comme combustible dans le présent exemple,sont du type à mélangeur à pointeau d'auto-atomisation,qui sera décrit en détail plus loin (fig.2A à 2D) et dans les buses desquels sont disposés des éléments de turbulence servant à donner une vitesse angulaire au courant d.'huile atomisé avant sa sortie de la pointe du brûleur. 25L'axe de chaque brûleur 10 est orienté perpendiculairement à la voûte du four et l'extrémité de chacune dos chemises d'eau est à fleur avec le garnissage intérieur du four. Aux figures 2A et 2B,1'extrémité intérieure de l'ensemble de brûleur 10 ,y compris la chemise d'eau 11,est maintenue en place 30par un croisillon 19 classique. La pointe proprement dite du brûleur petit ôtre placée on retrait de telle manière que son extrémité soit écartée intérieurement d'environ 5 mia de la chei-âse d'eau 11. Cependant,la position du brûleur 10 à l'intérieur de la chemise d'eau 11 est réglable dans l'une quelconque de diverses positions 351ongitudinales différentes,en fonction de l'application spécifique envisagée. L'extrémité extérieure de l'ensemble du brûleur 10 se termine par une tfite 12 à laquelle sont reliés le tuyau d'alimentation on combustible par l'intermédiaire du raccord 13 ,1e tuyau d'ali-40nentation en oxygène par l'intermédiaire du raccord 14 et les tuyaux. 2024843 6937415 -a- d'alimentation en eau par 1'intermédiaire des raccords 9, 15 et par 1'intermédiaire dos lieronts de liaison 13,14;la pompe à eau n'est pas représentée au dessin. Les tuyaux d'alimentation sont reliés au dispositif d'alimentation en oxygène et en combus-5 cible qui sera décrit plus loin, en mené temps que les conduits de liaison (figure 3). Aux figures 2A et 2B, on a représenté respectivement une vue en coup;, longitudinale et une section droite du brûleur à pointe d'autoatomisation qu'il est préférable d'utiliser,dans le 10 cas où le combustible est de l'huile,dan.? un four de fusion d'aluminium secondaire du tyoo représenté à la figure 1. Un brûleur root présenté produit une flamme stable d'oxygène/d'huile, homogène et à grande vitesse,la combustion étant amorcée eu s'effectuant, dans une zone de combustion située immédiatement à côté de la poi: 15te de brûleur. Four le refroidissement,1'ensemble do brûleur comprend une chemise d'eau 11 qui l'entoure. Cette chemise comprend un tuyau extérieur 18 qui est un tube en laiton étiré d'une épaisseur de paroi de 2,4 mm, d'un diamètre extérieur do 63mm et d'une lon-20gueur de In. Un second tuyau 17 en laiton étiré d'une épaisseur de paroi do 1S mm, d'un diamètre extérieur de 51mm. et d'une longueur de l,025n, est placé concentriquemcxfc à l'intérieur du tuyau 18 et se termine à une distance do 12,mm do son extrémité intérieure. Un troisième tuyau 16 constituant • le fût du "brûleur est 25placé concentriquement à l'intérieur des tuyaux 17 et 1G,l'extrémité intérieure de ce tuyau 16 étant à fleur avec celle du tuyau 18. Le tuyau 16 qui contient le brûleur proprement dit est également en laiton étiré,il a une épaisseur de paroi de 16 mm,une longueur de 1,06 m et un diamètre extérieur do 38mm. Un tampon an-30nulaire 28 on laiton,qui a un diamètre extérieur de 58mm,un diamètre intérieur de 36mm ot une épaisseur âo 6mm,est engagé dans l'extrémité intérieure de la chemise d'oau^bt est brasé à l'argent sur sa périphérie. Les trois tuyaux concentricues 16, 17 et 18 qui constituent la chemise d'eau 11 ot le fût de brûleur et qui sont 35maintenus eu position par des séparateurs classiques,sont engagés par leurs extrémités extérieures dans le corps de brûleur 12 qui est un élément cylindrique on laiton d'une longueur axiale de 13Smm environ,et d'un diamètre de 90mm environ,cet élément étant muni de quatre trous qui communiquent chacun avec un canal concen-40triquo différent.Le tuyau d'admission d'eau 9,au diamètre extérieur 6937415 2024843 -c> d'environ 25mm, est fixé dans un bras cylindrique qui dépasse latéralement d'environ 18mn hors du Êorps de brûleur 12. Le "bras cylindri ;v.v •>„ un diamètre o::té rieur de 3Cr.in et un diamètre intérieur d.-. et il débouche à son extrémité intérieure dans la 5 ch bro m ..'2aire existant .ître les tubes en lc.iton 16 et 17 de lu. ch c; .:io'. ;'c:u 11. Un bras latéral orienté dans une direction op/o::_e, jclid.xire tir cor>j de brûleur 12 et c.yent des dimensions ci.-ilj.ires, .-st visse sur le tuyau de sortie d'eau 15b et il débouche û_jas l'intervalle annulaire existant entre les tuyaux 17 10 et 13 de telle ..lanière qu'un courant d'eau penétrant en 9 s'écoule sur la longueur de la chemise 11 en passant par l'intervalle annulaire extérieur et revienne dans l'intervalle annulaire intérieur en 15 avant de s'écouler. Dans 11 exemple en cause, le brûleur proprement dit,dont, la 15 pointe peut être amenée dans différentes positions à l'intérieur du manchon 16, est m mi. d'un évideuent situé dans une positior. écartée d'environ 6 mm de l'extrémité intérieure de la chemis d'eau 11. A l'intérieur du tube en laiton 16 esfc engagé un bloc cylindrique 21 en cuivre dfune longueur de 25 un et d'un diamètre 20 "extérieur de 34- mn. A son extrémité, il comporte un trou taraudé 21g, de 18 mm de diamètre. Cj5 trou est destiné à recevoir l'élément 20 comportant l'orifice d'atomisation d'huile (fig.2C) qui sera décrit ci-après. Plusieurs (au nombre de seize) petits trous 21b, au diamètre de 3an dans l'exemple considéré,sont orien-25 téc parallèlement au et autour du trou 21a et servent à canaliser des courants d'oxygène. Ils sont répartis symétriquement par leurs centres sur un cercle concentrique au trou 21a et d'un diamètre de 27 mm. L'atomiseur d'huile 20 (fig.2C) est un élément cylindrique 30 double en laiton massif et comportant une partie de gauche 20a de ijrand diamètre visgée dans le trou central 21a du bloc de brûleur 21 ainsi qu'une partie de droite 20b de diamètre plus petit, filetée à son extrémité intérieure sur une profondeur de 9mm de manière à recevoir l'extrémité filetée du conduit d'huile 22. 35 Le conduit d'huile 22 disposé axialement et logé à l'inté rieur d'un cube 22a étanche aux fluides, à paroi rainee et de profil allongé, est fileté à ses deux extrémités et est vissé dans l'atomiseur d'huile 20 à son extrémité intérieure . Le conduit 22 s'étend le long de l'axe du brûleur 8 et traverse le corps de brû-40 leur 12, en se terminant à son extrémité extérieure par une douille 6937415 _10_ 2024843 13a en laiton qui est filatée intérieurement de manière è pernet-tre le raccordement au tuyau 33 d'alimentation en huile. L'orifice central 23a, 23b de l'atomiseur d'huile 20 es. disposé axialement. La partie cylindrique 23a, d'un diam-v';rc inté-5 rieur d'environ 6 lui,communique avec le conduit 22 et déesse axinlemonb d'environ 3 par l'extrémité dirigée vers le four,où elle est rétrécie par une buse en entonnoir munie d'un trou central 23b , d'un diamètre d'environ 0,8 mm dans l'exemple ,et dont l'angle au soumet est d'environ 60°. 10 Une caractéristique particulière de l'invention réside dana l'utilisation d'un élément de turbulence 30 tel que représenté en figure 2D. Cet élément est de petites dimensions, en laiton et il a une épaisseur d'environ 3 nua. L'extrémité de l'élément 30 qui est dirigée vers l'intérieur est usinée à un angle a d'environ 15 120° dans le plan horizontal » au-dessus et en dessous -duquel -iont formées deux ailettes ou atibes demi-circulaires qui ont chacune une surface principale située dans un plan parallèle à un côté respectif de l'angle 0, L'élément de turbulence 30 est placé de manière à s'emboîter étroitenent dana le conduit 23a de l'atoni-20 seur d'huile 20, en étant orienté de manière telle que le sommet de l'angle a soit éloigné de l'orifice de buse 23b . La pression d'huile empêche l'élément de turbulence de tourner. Le courant d'huile est mis en rotation par les ailettes fixes de l'élément c'a turbulence. Suivant vin mode préféré de réalisation de «et élément, 25 celui-ci a dos dimensions telles qu'il forme, un cOne d'huile atomisée d'un angle au sonnet 0 égal à au moins 30°. Il produit un© flamme turbulente qui s'est avérée optimale pour la mise en oouvrw de l'invention. ! Une branche latérale d'entrée 14-, au diamètre extérieur JÉSËSM- 6937415 u 2024843 Dans une disposition préférée, l'eau de refroidissement des brûleurs est amenée dans les corps de brûleurs 12a ot 12b par les soupapes d'admission 9a et , sous une pression absolue de 3,5 kg/cm^, à un débit de 40 à 60 l/raii>ét à la te;ipératiu'e ambian-5 te, l'eau provenant d'un robinet ordinaire par l'intermédiaire d'un tuyau souple d'entrée 24 et ayant son débit réglé à l'aide d'une vanne classique 25 de manière à s'écouler ensuite dans les tuyau;: d'admission 9a et 9^«L'eau passe dans les canaux concentriques prévus dans les cheuises lia, 11b respectives des brft-10 leurs 10a, 10b et elle sort par les tuyaux 15a , 15b et par le tuyau souple 26. Des interrupteurs sensibles à la pression 27a, 27b et les interrupteurs sensibles au débit 28a, 2Sb sont respectivement régies cle Manière à couper l'alimentation en conbusti-ble, en oxygène et en eau des brûleurs, en cas d1 alimentation^in-15 correcte en eau ou en cas de fuites importantes dajis les bfûlëurs. L'oxygène destiné aux deux brûleurs 10a et 10b est fourni par le poste à oxygène liquide 37« Dans l'exemple représenté-, ce poste peut avoir la foriae d'un récipient en acier inoxydable du type indiqué par exemple à la page 11 du catalogue n°450, édité 20 en Novembre i960 par la Société "Air Réduction Company Incorpora-ted". L'oxygène liquide du poste 37 ^st maintenu à une température de - 140°C et à une pression absolue de 115 kg/cn^. L'oxygène en provenance du poste 37 pénètre par l'intermédiaire d'un conduit 31 de 3Cun de diamètre dcuis 1 ' évaporateur 38. 25 Celui-ci est un appareil classique excité électriquement et pouvant transformer de l'oxygène liquide à une température de - 140°C p et à une pression de 115 kg/en , en vapeur à 4°C et à la même pression sous un débit de 1200 n^/h. La vapeur ainsi formée passe à un débit d'environ 450 n5/h dans un régulateur de pression ou 2 30 détendeur 39 usuel où la pression est réglée à environ 5,4 kg/cn . Le régulateur de pression 39 est relié par sa sortie à un manomètre 41 classique. Le conduit 31 passe alors dans un interrupteur usuel 42 sensible à la pression. Celui-ci commande un cirduit électrique (fig.4) en vue d'actionner le système d'alarme 35 approprié et d'arrêter l'installation lorsque la pression d'oxy- 2 gene dans le tuyau ton.be en dessous de 2,5 kg/cm , la pression optimale de fonctionnement étant de 5,4 kg/cm^. Le tuyau passe ensuite dans un débitnètre de type classique. A la sortie du débitnètre 43,1e tuyau 31 passe dans une 40 soupape d'étranglement 44 usuelle dans laquelle la pression est 6937415 20248 4J -12 - réduite en vue do régler l'écoulencnt de l'oxygène fourni au:: brûleurs, linsuite, l'oxygène passe dans une électrovalve 45a normalement fornée, d'une section de passage de JSnn et qui est actionnée à distance pour couper 11alimentation en oxygène des 5 brûleurs 10a et 10b en cas d'urgence. Ensuite l'oxygène passe dans le raccord 46 où le tuyau est divisé en deux tuyau:: identiques 47a, 47b d'un diamètre de 25mm. Chacun de ces tuyau:: traverse un' manomètre 48a et 48b ainsi qu'une soupape 49a et 49b ,les tuyaux respectifs étant reliés par l'in-10 termédioire de tuyaux souples en acier inoxydable de 25 mm de diamètre, aux raccords d'admission d'oxygène 14a et 14b des brûleurs 10a et 10b. L'huile d'alimentation des brûleurs des figures 2JL et 2B provient du réservoir de stockage 50 par le conduit 51 d'un dianè-15 tre de 12,5 ^ et sous réglage par la soupape 52. Une pompe 53 est branchée dons le conduit 51 de manière à mettre l'huile sous pression en vue do-lui permettre d'arriver par l'intermédiaire du circuit précité aux brûleurs correspondants. La pompe fonctionne de manière à porter la pression de l'huile de 2,45 à 5,6 kg/cm^, 20 ce qui permet de débiter im maximum de 300 1/h d'huile dans ce circuit. Un conduit de déxlvation 54- revient au réservoir 50 à par tir du raccord 55,1'écouloiaent d'huile étant réglé par la soupape 58a. Le cond.uit 56 de 12,5 Em de diamètre traverse le régulateur de pression 57 qui maintient la pression dans le conduit dans la 25 plage comprise entre 2,8 et 5»6 kg/en . A la sortie du régulateur 57, l'huile passe dans le filtre 58 de type classique ot dans le compteur d'huile 59* Cet appareil peut être du type classique à déplacement positif. A la sortie du totalisateur 59, le conduit passe dans le contacteur 60, sensible à la pression et normalement 30fermé, qui est branché cntfrie avec un relai de commande 85 décrit ci-après (voir fig.4). Le coursait d'huilé passe ensuite dans l'indicateur de pression 61 et dans le débit-mètre 62 de type classique, en vue de régler et commander respectivement la pression et 1 débit, ce dernier étant de préférence maintenu à une valeur d'envi 35ron 80 1/h. A la sortie du débit-mètre, le conduit 56 passe dans une soupape d'étranglement 63 puis dans une olectrovalve 64a dont la commande est décrite plus loin (fig.4) . Le conduit 56 passe ensuite par le raccord 53 et so termine par un raccord 65 qui est divisé en doux tuyaux identiques 66a et 56b d'un diamètre de 6mm. 40C,aaque tuyau passe par une soupape 67a, 67b, par un indicateur 6937415 _13_ 2024843 additionnel de pression 68a, 68b et pcr un filtre d'huile classique. Les conduits 66a et 66b sont chacun reliés par 11 intermédiaire d'un tuyau souple do 5mm de di?..ètro, au:: raccords respectif-. 13a -t 13b d'alimentation en huilo des brûleurs 10a et 10b , le ? courant d'huile pénétrant dans chaque brûleur par 1•interné-diairc d'un conduit axi.il 22 avant d'arriver dans la buse d' atomication 20 (fig.2A ot 2B). En plus du circuit 15 Le oonduit partant de la vanne 72 aboutit à un raccord 75 qui e3t relié au conduit 56 on amont du raccord 65 de manière | telle que, lorsque la vanne 72a est ouverte et que la vanne 64ja reliée à la source d'huilo est fermée,le courant d'azoté de purge partant de la source 71 passe par les raccords 13a et 13b des 20 brûleurs 8a et 8b pour assurer la purge do l'huile. îîn figure 4, on a représenté un schéna du circuit de commande des brûleurs 10a et IQb . Il comprend une source de courant 75 qui peut par exemple être constituée pcr le secteur fournissant du courant alternatif à 115 volts", 60 périodes. La source 75 est 25reliée par chacune de ses doux bornes et par des fusibles 76 ,77 à 10 ampères, au circuit du relais do commande primaire 78. Le circuit aboutissant au relais 78 comprend la contacteur 79 à bouton-poussoir normalement fermé,et le contacteur 81 à bouton-poussoir normalement ouvert, pour assurer la mise en routo de l'installation. 50Ce dernier contacteur est court-circuité par le. contacteur 73a normalement ouvert,du relais 78* qui se ferrie aussitôt que le relais est excité ,do manière à le bloquer dans l'état de fonctionnement. Des contacteurs ?8b normalement ouverts du relais 78 relient le point de jonction d'une borne du relais 73 et du circuit 35d ' alimentation 75 à la lanpo-ténoin 83 qui est allumée lorsque le rolc.is 78 est excité,montrant ainsi que le système oxygsno-coubus- I tible est enclenché. En parallèle à la lampe-témoin 83, il est prévu un circuit qui comprend line seconde bobine de relais 85 branchée en série avec un contacteur 34 à bouton-poussoir relié par 4Cdes contacteurs 85a normalement ouverts du relais 85. Ces contac- I 2024843 6937415 _w_ tours sont en série- avec des contacteurs 28a et 2Sb sensibles à un écoulement et normalement ouverts, et avec dos contacteurs 27_ , 2?£ sensibles à une pression,ces contacteurs fai^ent parti du syst .Vie du refroidissement à eau,avec dos contre '-.Mirs 42 ven-riVi 5 à une pression, et faisent partie du systmme d'ali^entatirm ::: o;.~ -gène et avcc des contacteurs 50 sensibles à une ;r-ssion faisant partie du syst ;iao d'alimentation en huile,touo ces éi. .-.rnts étant reliés en série au contacteur 32 à bouton-~eussoir.mommale-nont fermé. Les contacteurs précités,sensibles un écoul-. m.t 10 et s une pression et qui sont représentés am sché.a de figure ï servent, en coopération avec la contacteur 02 de -r- eture de circuit, à arrêter le fonctionneraient du syst ne oxygène -ccnbus-tible en réponse à une commande .automateque ou manuelle effectuée en c as d1 urgence. 15 En supposant que tous les contacteurs de sécurité sent fermes, le relais 85 est verrouillé,lors de 1'enfonceront du bouton-poussoir 84, par fermeture de ses contacts 85a normalement ouverts. Normalement, les contacts formes 85£ du systàne de purge à l'azote sont ouverts. Du courant passe alors, en provenance do 20 la source 75, dans le circuit-série conprenant le contacteur à bouton-poussoir 82, les contacts de sécurité précitéa, le contacteur de relais 85a ,lo point de jonction 87 et le relais 85 pour arriver au point de jonction 66 et revenir à la aourco. Lorsouc le contacteur à bouton-poussoir 90 est famé,le relais 86 est exci-25té, en fermant les contacteurs 06a et 86b normalement ouverte.Ce verrouillage actionne le relais 86 par l'intermédiaire d'une Troi# comprenant les points dé jonction 80,89 ot 95 pour une de sc3 bernes et le point de jonction 80 pour son autre borne . Le relais 36 excite 1*électroaimant 64 du circuit d'huile, 30 branché en parallèle avec la laEjpe-témoin 92, par 11 intermédiaire d'une voie reliant le point de jonction 87 au point de jonction 88. L'électroainant 64 naintient ensuite 1'électrovalve 64a, normalement fermée, à l'état ouvert tant qu'il cet excité.Simultanément,1'éle«-troaimant 45 du circuit d'oxygène est excité,en parallèle à une 35 lampe-témoin 94, par l'intermédiaire d'une voio comprenant 1.^ peints de jonction 80,99 ot 95 pour une borne et les points ia jonction 89 et 88 pour l'autre borne. L'électro-aimant 45 maintient la vanne d'admission d'oaygène 45a,normalement fermée,dans l'état ouvert aussi longtemps qu'il est excité. En conséquence- , 401es électroaimants 64 et 45 assurant l'alimentation en huile et en 6937415 _15 . 2024843 oxygène sont tous doux o::cités ,cc qui peraot un ccoulouont d'huile et d'oxygène dans les vannes d'ad.mission respectives 64a ot 45a. Fend .m t cotte période,le relais 85 a ouvert ses contacts 85b normales înt fermes, do telle façon que la soupape do purge à l'aso 5 te 72a,qui est actionnée par 1'électroainant 72, reste forcée. Lorsque lo relais de conmando 85 est désexcité,par actionneront du contacteur a bouton-poussoir 82 do fcmature clo circuit ou bien par ouverture -d'une des nombreuses p.iros do contacts de sécurité,1'électroainant 64 d'alinentation en huile est désexcité, 10 nais lo relais 86 reste verrouillé on condition de marche. Les contacteurs 85b norualenent ferais s'ouvrent,ce qui boude le circuit alimentant 1'électroainant 72 du circuit d'azote qui fait passer de l'azote dans les tuyau:: d'huile des brûleurs 10a, 10b par l'intermédiaire du raccord 73 (fig.3). 15 En parallèle à 11électroainant 72, il est prévu une lampe— téuoin 97 indiquant le fonctionnement de cet électroainant et uni i relais de temporisation 98. Ce dernier ouvre le contacteur 98a 1 normalement ferné et relié à la jonction 99 après un intervalle1 de retard de quelques secondes, ce qui débranche la jonction 95 d'une 20 borne d1alinontation on courant et désexcite le relais 86,en faisant cesser la purge à l'rzote et en désexcitant 1'électroainant 45 de fourniture d'oxygène. Une opération avec le four représenté des figures 1 A, 1B s'effectue de la manière suivante: « 25 Des charges, pesant chacune environ 20 tonnes et allant do feuillards légers à tics lingots lourds,ont été introduites dans le four 1 par chacune des portos 3 refroidies à l'eau ot prévues à l'avant du four. La p-riodé ïioyenne do chargement a ét- de 30 minutes dans l'exemple considéré. Après fusion de la charge, le four 30 a été vidé dans un four adjacent de maintien en température par l'internédiairo d'une goulotte 4 fixe de 1,2 m. Dans le, four de maintien non représenté, 1 *aluxainiun a été allié et additionné do fondant, avant d'être transféré dans une uac.iine à forner les lingots par refroidissement direct. Une pratique courante consiste à 35 laisser subsister une nasse* de 15 tonnes dans le four de fusion 1 et dans le four de maintien. On voit aux figures 1A et 1B que les brûleurs d'etomisatio 10a, 10b refroidis à l'eau,sont placés dans la voûte du four-réverbère 1 de manière à laisser se concentrer les produits de cori-40 bustion dans les creux existant entre les tas do mitraille 5* les 6937415 -le- 2024843 brûleurs se trouv.-j.eiit ..xactenont sur l'oece de c hé-que* porto,en étant écartée de distances a:proximetiv'... .ent égales des parois avent et i rri .re du four . La procèdur; do lise oîx route de.'.; brûl "urs dôpe-nd du type de 5 mitraille cliarg e. oi le. înitraille est lég-'ire ,cc qui correspond à une longue période do cherg m iemt, les brûleurs sont do préférence enfla:.. é-; au ilieu du cycle de chargement. Si la mitr-ille est lourde, 11 allumage dos brûleurs est c o_.rone é -mi début du cycle do chargement . Une fois que les brûleur.', sont alluaés ,ils le lOrestent jusqu'à ce nue la température de voûte auj-.mente jusqu'à une v. .leur d1 environ 12S0°C ,coe..^ l'indique un thernocouple ou un pyrom-tre optique. A ce stade, les brûleurs à oxygène et combustible sont éteinte et 1~ bain est agité. Pour la majorité des métaux à fondre,une température do voûte de 1260°C constitue une bonne 15indication qiie la mitraille est suffis arment fondue pour qu'une agitation assure la circulation nécessaire en vue de terminer la fusion de la charge. Si une agitation du bain ne p met pas do fournir l'énergie nécossairs peur terminer la fusion,les brûleurs à oxygéné ot combustible sont réallunés pendant une courte période 20Dans un modo préféré de fonctionnement, le brûleur à combustible n'est pas enflaurié une fois que 1.. bain est entré à l'état de fusion. Un thermocouple de assure de la température de voûte est un appareil utile pourdéter.-.d.nor l'état de la mitraille deuis le four. 25Co thermocouple peut être d'un type classique et il eloit otro plac dans la voûte de telle manière que la soudure ou jonction chaude soit située dans la matière réfractaire à environ 25lili de la surface chaude. En observant la température de voûte,on peut prédétermine- r avec une assez g ande précision 1 ' t^.t élu bain. 50 _.n utilisent le four ot la disposition do brûleurs décrits en référence aux figures l-i ot 13 et en travaillant selon le procé dé de l'inv. n tion, on a rassoriblé les résultats de dix sept bains de fusion pendant ime période do 37 heures consécutives. Au début des opérations et à la fin du dix-septième cycle thermique ,1e 55four a été nettoyé et vidangé do manier . è obtenir des indications sur les pertes de létal. En outre,on a également nregistré les résultats suivants : a)tous l.s poids des charges; b)l 'utilisation des brûleurs à oxyg'-ne et combustible 40c)les retards dans le four de maintien; 2024843 6937415 .17 - d)la teneur en hydrogène des métaux; e)les dé"bits et d'huilo, f )les tcap.-r ee:io ^rnant lo cycle c: fusion. Le tnt-1 . w- T i:muie l„-s ré \Lt-ats c „ rapportent 3 sept cïïcaio. Pond. .:t toute le. période ' ' opora"cion,les brûleurs ont fonctionné av^c ma "".élance corros'yoncLant à 75% do le, Vd.lour steo-chiométrique ,ce qui correspond à 1500 dxr d'air par litre d'huile. La consonj .atien totale dos deux brûleurs o été de 260 à 320 litres 10 d'huile par heure. La pression dans la tuyauterie d'o::ygène a été 2 maintenue 1 5,25 kg/en . Les résultats montrent que l'utilisation d'un "brûleur à oxygjno ot combustible selon l'invention pour la fusion d' aluniniui: secondaire, oct non seulement réalisable- nais encore très efficace. 15 Tous lea points explorés au cours des essais ont été améliorés au bien sont restés inaltérés pair la flemme oxygène-combustible. j L'un des buts les plus inportants dos essais était de déterminer l'influence du processus sur la perte de métal de fusion. Ces valeurs ont été déterminées avec précision et, pour les dix 20 sept essais ,on a trouvé un pourcentage de 2,98/â en poids.Cette valeur est inférieure do 1% à la valeur moyenne de 3,98% trouvée dans le cas des procédés connus et olle correspond à une diminution d'au moins 25% per rapport aux cas où on ne travaille pas selon l'invention. On estime que ce pourcentage de perte aurait pu encore être 25réduit si le nétal on provenance du bain avait pu s'écouler sans interruption dans le four de maintien au cours des essais effectués . La vitesse do fusion calculée pendant la période de 37 heures a été de 14.300 kg/h. Ceci représente la vitesse de fusion 30calculéo à partir de l'instant où la charge de mitraille a été introduite dans le four jusqu'à l'instant où le nétal a été prêt à 3tre transféré dans le four do naintien. Elle n'inclut pas les 8 heures de retard qui ont résulté de la ni su e:i service du. four de maintien» La valeur de 14.300 kg/h représente la vitesse de fusion 35qui pourrait 3tre maintenue à condition que 1e retard précité soit iliminé mu cours de l'opération. Cette vitesse de fusion était supérieure de 98,87% au meilleur résultat obtenu en utilisant ce four et les procédés connus. En tenant compte du retard introduit par le four de maintien,on a obtenu une vitesse résultante de fu-40sion de 9*700 kg/h pour les 37 heures,c1 est-à-dire une augmentation -18- TABLEAU I Poids de Tenps do Tciip s écoulé jus- Temps écoulé Période d*alimentation charge,en kg charge av.1 à la fusion de jusqu'au en o::ygène,en heures ment, en nin. le charge,en heures transfert du bain de fucion,en heures 54.100 75 2,56 2,67 1,47 25.900 '16 1,58 1,92 0,80 17.800 92 1,86 2,00 1,20 21.200 2 y 1,55 1,80 1,13 17.100 19 1,22 2,08 1,03 24.600 27 1,55 1,72 1,35 22 »400 20 1,17 2,00 1,17 23,200 21 1,72 1,80 1,48 19.400 32 1,61 1,80 1,61 19.500 12 1,83 2,13 1,63 18.050 50 1,13 1,83 1,13 18.900 21 1,08 1,55 0,73 15.900 20 0,88 1,95 0,66 21,300 15 1,35 2,4 7 1,30 18.150 29 1,46 2,37 1,03 20.500 24 1,36 1,63 1,18 19.G0C 24 1,30 2,13 1,35 IW-L-Wvf.q Hwo/ô -19- T.1BLEAU I (suite) O" vO •jLtité tôt ilo ïoi.péi jti'.rc de Température de Vitesse réelle de Vit^nco résultante . CO ; c nétal.on °C '•huil.':,o-n litre:; voûte,o:- °C trcjicfort de fusion,..n ];g/h de fusion, on lin A y?o lf'O^ 716° 15.000 12. r.oo 310 1271 T. C. II. V/. lo.000 13.150 >i' 1^10 716° 10.3^.0 8.800 310 1 521 760° 17.200 11.200 j 304 — 15.600 8.100 580 1260 716 17.100 14.200 -i 5 699 21.,-.00 11.100 505 lé.? 3 — 14.900 1...800 245 1260 693> 13.300 10.700 285 1:>J4 732 11.000 Ç. 400 19s 3150 710 17.800 9.900 J.80 'i 2t4 — 1Ç.50C 12.200 156 IL;I 782 aO.lOO 8.150 530 L.. J0 787 18.100 8.500 244 :l2o0 787 13.050 7.800 246 le. jG 78? 14.50;, 12.500 294 ]3d4 — 15.200 9.100 1!58£-138V69 en K) O KJ -Ci 1180/69 CO -Ci. OJ 6937415 _20_ 2024843 de 34-,6/é . Cette vitesse de fusion repris mite le niveau de fusion qui peut etre maintenu avec les posei'bilités actuelles. Pendait 1:. période do 37 heures dos opération," faites ,1e four do maintien a pu fonctionner en continu -t sane interruption pour absence de 5 n.ébal chaud. On a trouvé que 1.:. teneur •-n hyeme^ene de 1 ' aluminium fondu n'était pas . .xi^ctée par les brûleurs a oxygène et c onbus tibl o. Dos analyses ef.fectuecs j.vcJit -t après le fluxage n'ont frit ressortir auci'ne variation par rappomt aux conditions normales de marche éto 10 blics jusqu'à iiaint^nant. Fondant lo travail,on n'a également pas détecté de volatilisation du m.ignésiun et/ou do l'aluminium. Avant les essais,on craignait qu'il no se produise une forte e: Le garnissage réfractairo du four s'est comporté normalcuent 20 pendant la période do fonctionna, ont des brûleurs à oxygène ot combustible. La température de voûte a été surveillée avec précision et elle a été naintonuo on majeure partie inférieure à la limite supérieure do 1.3^5°C . L'oxygéné a été fourni par un poste usuel monté sur une remer-25 que à plateau. On a utilisé do 1 'or^gène à 99,5/é de pureté,fabriqué par la Société "Air Séduction Company Incorporated",satisfaisant aux spécifications suivantes : TABLEAU II Analyse typique do la teneur en impuretés. 30 Argon 0,15 à 0,3/â (en volume) Gez carbonique 0,0005 v (en volume) Hycm^ocarbure (C^;^) 0,00002 >é (en volume) Azote 0,1 à 0,25/.- (en volume) Point de l-ocLù m^z-ciïïuu 27°C 35 Vapeur d'^au 7,3 ppm On a choisi comme combustible de l'huile, parce que l'on pouvait en disposer et à causé de- son prix de revient. Comme huilo préférée, on a utilisé d.uis le procéd' selon l'invention du fuel industriel lourd nc6 (Bunker Oil "C") ,designé par le symbole CS 40 12-iÇ par le Bureau ..américain des Uormes Coxiuorcialoo. Une autre 6937415 -21- 2024843 huile appropriée dans le cadre de l'invention est le fuel industriel n°2, conforme aux nomes de A.S.T.LI., On a fait fonctionner les brûleurs en narche automatique. Ce ré~v.ltat i été obtenu on utilisant les relais de temporisation et 5 les élo-.vrovalv décrits (fig.4) . On. a utilisé le" systèmes do tuyauteries d1 o:v'gèno et d'huile représentes en figure 3. de la réalisation de 11 invention décrite au sujet '.ai four des figures 1A, 1B et dans lesquelles les ci ou:-: brûleurs supplénentoi-lOres à orygèno-huile du type à pointeau d1 auto-atemisation ont été remplacés par un seul brûleur suppl .menteiro à o::ygène-gaz du type-fusée. Dans le mode de réalisation décrit eu référence au:: figurés 1.1, 1B, les deux brûleurs à oxygène-huile sont placés dans la voûte du four dans des positions espacées symétriquement par 15»apport à celle du cerneau. alors que,dans les variantes des fi -res 5A, 5B ot 6A, 6B, le brûlour unique auxiliaire oxygène-gaz est disposé dans la paroi latérale du four,et est incliné vers 1e ttas d'un petit angle par rapport à l'horizontale. Dons chacun des noies de réalisation,uno caractéristique importante est que la ilam-2Qao sortant du brûleur oxygèno-conbustible ne touche pas la charge, la combustion étant terminée à environ 90% avant qtie les produits de combustion n'atteignent la surface du bain de métal eu fusion. Aux figures 5A, 3®» on a représenté respectivement on vue en plan et en section droite un four réverbère 101 à sole latérale, 25d'unc capacité nominale do 20. tonnes ot utilisé pour la fusion d'aluminium secondaire. Los dimensions intérieures de la chambre du four sont respectivement do 4,2 m dn largeur, de 3 n de l'avant à l'arrière et de 1,8 n pour la hauteur. Les parois ot la voûte, qui ont approximativement une épaisseur de 30 en,sont formées do 30b ri que s réfractai res , par exemple en alumine. Un carnoau 102, contré le long de la paroi arrière du four,comporte des parois d'environ 15 cm d ' épaisseur, ce cameau ayant une largeur d'environ 1,2 n et uno profondeur d'environ 0,9 m et dépassant d'environ 20cm la voûte du four. Une fooso rectangulaire 105 à mitraille 35déli:iite une chambre intérieure d'environ 2,9m de longueur et 0,9 f de largeur et elle a dos parois en briques réfractaires d'une épaisseur d'environ 15 en ainsi qu'un fond d'une épaisseur d'environ 45 cm;cetto fosso est construite en avant du four jusqu'à une hauteur d'environ 0,75 n au-dcscus du fond. Cette fosse 40sort à. recevoir les tas do mitraille 105a à fondre.Une ouverture Au.: figures 5A, 53, 6A et 6B,on a r^pr-s:-:ité des variantes 6937415 -as. 2024843 105]) ,d'environ 30 en do largeur ,ménagée dana la cloison séparant la fosôc à mitraille 105 du four proprement dit,permet à 1'n.ltLii-nivui fendu clc s'écouler d'une partie d -ns l'autre. L l'extreiité av-2it -Va four qui _st oi^posco à la fosse à uitroille 105, il -•."t 5 prévu -:ja "bac 107, ce. nortant do/; -'arois de 15 ca d'épaisseur, "2 d'une surface horizontale do 50 dn et d'une hauteur de 0,?u. Un canal du 50 en do largeur ot do 120 en do lon Lo four 101 est à la manière usuelle chauffé par doux petite brûleurs 106 air-conbustiblo ot basse-pression qui pouvont chacun fournir au four 1.400.000 calories par heure. Los brûleurs 106,qui sont alimentés eu air ot en gaz à partir d'une installation qlassi-25que non représenté-,sont d'un type gaz-air fabriqué par le *àcà.étl "lïauck Hanufacturing CoMpany". Les fûts des brûleurs 106,qui aût chacun un diamètre extérieur d'environ 30 cmt30nt disposés symétriquement dans la paroi arriéra du four, leurs axes étant orientés perpendiculairement à cette paroi,ot ils sont chacun cartéo d'en-30viron 68 cri du coin arrière extérieur rc3poctif du four,en étant situés à environ 1,65 m au-dossus do la base du four. Los ilammcr, dirigées vers l'intérieur sous un petit angle à une vitesse d'environ 6 m/s , se propagent jusqu'à environ 2,3 n à partir des buses respectives des brûleurs. Ellos sont à une température naxirala 35d'environ 1760°C. Le brûleur auxiliaire unique 110 du type à oxygène-gaz refroidi à l'eau,est placé dans la p_'.roi latérale du four 101,son axo étant écarté d'environ 0,6 ia du coin ou angle arrière extérieur du four et étant situé à environ 0,68 n au-dossus de la " 6937415 .23- 2024843 .20° par rapport à la porpund.icul_.irc à la paroi du four ot il est incliné v:rs 1 : bas un direction do la base du four sous un angle d ' environ 5° par rapport à 1 ' liorizent?.lo • Lo fût intérieur du brûleur-fusée o:?/gène-gaz peut être t il y ouo repr és : nté on général aux figuras 7:M 7B qui uontront rcsp.c-tiv.. ,v:it lo fût i:itcri .ur do brûleur en élévation longitudinale et -n e action droite. Go brûleur est tel qu'il comporte uno ch^ni-nc d'oau similaire à celle des brûleurs dos figures 3A,3B ot comprenant dos tubes concentriques 16, ly ot 10,seules 1 :s parties 10 intér.i.euros du brûleur étant modifiées co r-.zc iiidicue ou:: figure-s -1- » n* ?I3 Dans le cas de ces dernières figures,en voit un tub- é. gaz combustible 110 en acier inondable ,ce tube é tant orienté axiale-nent, ayant un diamètre extérieur de 13 nz et se terminant 1 son 15 oxtré .ité extérieure par un raccord mâle 113 destiné a être relie à la tuyauterie d'aliaontation en gaz du système qui sera décrit on se référant à la figure 8. L son eXtroi-itc- intérieure ,1c tube 110 est fixé à l'aide d'une brasure à l'argent dans 1 • é vider :ent en forme de cuvette d'un adaptateur cylindrique 119 en laiton. L'adap 20 tateur 119 * qui se terj.no à 63 un de l'extrémité du bloc de brûleur 121,reçoit un faisceau de cinq tubes 120 en acier inoxydable qui sont orientés parallèlement à l'axe principal du brûleur ot qui sont réparti3 symétriquement auteur do cet ex,. Les extrémités des tubes 120 tra.verc.jnt lo bloc de brûleur 121. Le bloc de brû-25 leur 121 est un cylindre en cuivre mont é à couliseornent à l'intérieur du tube intérieur 16 ào la che is. d'u-au 11 dus figures 3A, 3B. 2& plus des tubes a gaz coubustible 120, le bloc de brûleur 121 comprend plusieurs trous parallo-les forment des orifices de décharge d'cxyg v.i.o 122a et 122b , qui sent répartis symétrique: ont 30 sur doux cercles concentriques ,1e cercle e:ctérieur comportant les orifices de décharge 122a et le cercl, intér.le-ur comportant les orifices de décharge 122b. Coi-i.ee pour 1- brûleur 10 des figur.e 3-, 3B, de 11 oxyg ne pu nôtre par 1 ' intemedi oire du raccord 114 du brûleur 110,dans 1 35 fïl-e 112 du corps de brûleur. L'intervalle annulaire entre le tuyau 13 de la chei.se d'eau et le tub. é gaz 110, sert à canaliser i'o::ygono jusqu'au bloc de brûleur 121 à partir duquel il .j'écoule dans les orifices 122a et 122b, Le gaz jiasoc ensuite dans lu raccord 113 et dans 1. tuyau 113 pour arriver 1. l'adaptateur 119 40 où il est introduit par 1 'intermédiaire "des cinq tubes 12C dans 6937415 2024843 -24- le "bloc de brûleur 121. 2n figure C,on a représenté les circuits d'alimentation du brûleur o::yj-. e-gaz 110 clos figurer 7a, ."B. L.; r jIr oidi ss oaoïit par eau ~st similaire à celui décrit an su.jet dos brûleurs 5 o:-yp no- huile do;; fi {jures 2:1, 2B , 1 ' . „v. o én'trant pcir 1'in er-.. .diaire cT'j 1~ 3oupapo 125 ofc du tuyau souple 124 da_n\ l'ori -àL corn 1 ad...is sien 1C9 do la choi.'iso d'eau 111. Le courn.it de retour j::;, deno 1' orifice do décharge 115 sous contrôle des contacteurs 12G sensibles le, pression et doc contacteurs 12? ^nsibles à 10 1 écoul-.eent et il arriva par l'intor.:..diairo d'un conduit de retour 126 demis ni conduit dû vidange- 129. d'c:~"o -ne destiné au brûleur 110 est fourni par le poste d'oivgh-iie liquide 15?,onaloguc au poste 57 do la ligure 5. L'o::ygè- ne liquide du oste 137 est naintenu X une température de -140°C ' ■ 2 15 sous une pression absolue de 115 kg/cvi . Par 11 intermédiaire d'ur. conduit, 1 ' oïcjç aïo passe du poste 137, dans un évaporatcur 133, du ty>o de 1 ' évapore.tour 3;3 do figure 3, dans lequel 1 'oxygène liquide à une température de —140°C et à une pression de 115 kg/cn^ est transformé .n une vapeur à 4°C et à la noae pression. La va-20 peur d1 o;ygône passe à un débit de 160 ir'/h dans un clapet à bille usuel 159. L' o. -ygeno passe ensuite- dans un contacteur 14-2 sensible à la pressiun,qui peut ouvrir le circuit si la pression d'oxygèno dépass-.. me valeur prédotar:n.néo ,puis il s'écoule dans un nano-aètr.e 141 et dans un debitaètre- 143 classieuo . d la sortie du 25 d jbit-uètr^ 143,lo courant d'oxyg-anu passe d :k le raccord 140, puis dans le conduit normal de 3Caa de dieu- être avant d'arriver par l'intermédiaire d'un clp.pot à bille usuel 144a et d'une vanne l-46a dij.nln._nt usu-lie dans l'électrovalv^ 145a . d titre de varien te ,lorsau ' eu veut f ouc tiomior à uarche réduite, un courant réduit 50 ost c.analisà partir du raccord 140 et par 1 ' intermédiaire d'ur. conduit Cv 12 :m : do di a.'.o' ro dans un autre clapet à bille 144b et dans une entre vanne 146b ,cn contournant les éléments 144a t I4ba qui restent fcr;:iés. L'él-ectrov alve 145 a, qui est lu tr-pe dé j.. décrit, est normalonent foratc- et elle s'ouvre par ncitation de 35 1' éiectrooiaunt 145 branché détail plus loin (fig.9). lin supposent que 1' ' i.,ctrov.ilv. 145a est ouv.rte, le courant o.e gaz passe dans la. soupape d'arrêt 14Ç sollicitée par un ressort et dont la sortie est reliée par l'in-teraédiairc d'un tuyau souple de 52 an de diamètre intérieur à 40 l'orific. d'admission 114 du brûleur d oxyg..ne-coubustible 110. 6937415 _25_ 2024843 Lo gaz naturel est ;Tcurni par lo poste de stockage 150, ';ui peut Dtro co-istitu-i par toute source cl : appropriée au.; . Vie te de l'inv.-n or: , ' T '' xe.-.-lo un. V.\y m u,"uel d'alimentation ...., •riz,Do la . . v.r e„ oo 1 "t 1 ■ _ '. ' . Ve Se; 1 '. . gl" n1 d'un clapet à bil.. 132 : , iano — - C- "." . t ] c 1 à un.. sri' r. -ibsolue de 2,45 /c Lv ccur.j": ^ t - p a■_ j dar. con.'.ait 151 s eus le ré p_ iT -yc * u:cr: 1 pui- 1 'in ...rr ; - :ur 160 ... _bl., é la pression et qui .. t disponé de . :nière . 1 - .vrir l-r -ae 1. gar dépasse une pr -s.'ion : rédé eerriné T » J—IV, _ ......... J_ ^ ■ ose par 1.. o.anonètro 131 0 pcr vji débit-nôtre clase 1 ,/ao 162, jus -u'au raccord 157, d'où il C- e— coule aor, .aie::: ont à rre.vero lo clr.pjt à bille. 153a ot la vernie 159.- pour arriver à 1'électrov&lv: 164a nor..alcnont f ornée..Une dérivation évcii L'uollo e-- jt prévu© t.ui .ur do;, éléuonts 156a et 159a par lo tuyau de 12 n:: de rliaaètro pa.ssc.ut à travers le clapet à 15 bille 150b et la vaini- aiudliairo 159b . L ' éloctrovalvo 154a normal onent fomée,cui ::.t actionnS: -par 1'éloctroainant 164 sous ])c réglagc ou la counand du oj. rouit décrit ci-;prés et visible on' figura 9,pernet au eL'.rant do gaz 'l'arriver pur 1 • inborriediairo de la soupape do sûre:: 167 jusque dans le tuyau souple 166 de 20 38nn do diaaétro.Cc dernier J3t relié au raccord do gaz 115 du "brûleur oxygèno-gaz 11C. Les coureivcs d'onygène et de gaz passent ensuite dans lo brûleur-fusée 110 ot sont post-nélangés au-delà do sa buse pour for:,.r une flairue à grande vitesse ,couno on la verra ci-?^près. 25 Le circuit él: e traque- da no.vneuido do l1 '.installation d'ali mentation en orygéni. ot en gas cle la .éiTure 8 est représenté en fip-jre 9» La source de courant 175» nctionr; 184 et 179 on série avec 1. conta' ,n.'.r 182 à >euton-_->Gu.; :oir ,1er contacteur-142 ot 160 3enc::bles r ' .etivcner.t é. la pro nion d'e-xygèno et à la pression d'huilo et ." contacteurs 123 et 127 sensibles recpec-40 tivouent à le. pression ;au et ;>'ù débit d'e .u.On verra à la fi-ture ê 6937415 _26_ 2024943 3 la position ë- -je s contacteurs 105c " "u; luîont ouyerts cont ce - 1 * , .m relais 1 r, ".s contac ' u 'al r.r..ée sont reli... .r. série- è. la i -téuoin rei ., w.ibr J jonctions 180 et 1 • ■ , 1, tell., nwi. que la !."■> ^ -C- ;j ' \. . o lorsrue 1- cie'c-..ic 'le relais 18 ."t désexcita i"' " . une :o:i quelconque. Les contacte 185b -t 185c nor..a--' jnt ouverts . c-r; 1 l'excitation c'.u relais 185 de ii£.r.iêr_ C. allue..i" i , . -te- 10 verte 194, cui ost bi*anché3 entre le-.: jciictione 184 . • eu p ee-allèle à l'ilectreai >ant 164 d'ali eentation en ga ; t '. 11 j-li";roainant 145 d1 il in: ntation en .r.:- ,aui sont toit '- eii... ••.'-..lent p:>ur aliraentor en o^rs^nc 0$ ^az le brûle v.-; 1 '.u ; 1' . .-.ire 8). 15 On a effectué de 3 opérations d'oj-ùc pendant ri:J;r. jour1., en utilisant le dispositif représenté au:-: figures 5A, yô et cûn;(\'-tant un briHour-fusoj 110 refroidi a l'eau,ayant un fû'. du 58m. de diauètre et la .'orne doc figures 7A, T;, or. a effee r 3 • l1 cl-de du dispositif d'alimentation ea oxygè et en gai. de figurj -20 sou; lis au réglage assuré par un circuit électrique u.l que lui rej rôs .nté schénatiqueiiont on figm: . 9 • Pendant cot: q-.ritr« ..jours, on a aiis en évide-ece une augmentation de production de 100% et vuio diminution do 5Ofi de la consoanution -n conbuetiblo ,san'. t.ucu.ie détérioration dos rev3tonenta réfractfj.reu du four , par 25 rapport aux conditions uouellofl d'utilisation du four éqaipé yr.i-ou /• .:it î.toc lés brûleurs r.ir-co;ebustibr. é>. L'oxygène utilisé dcjis cos opère ce était a u/. aorré pureté satisfaisant aux 3péo.ifi cations indiquées dan.; le eaci-c.v. II .. :: doiuiéos plus haut au sujet de l'utilisation Cornne conbustible pour les brûleu_-e-fusées selon .'in.vr-tior. ,on peut utiliser en outre les huiles ou gaz hydrocarba -rée , tels par exonplo que lo nétbanc CH^,l'éthane (^2^31 1e-' pre-35 pyl.i'i- CjHgjle propane C-I-Iq ou dos huiles coubus--ible 3 •: • q. i'.'°l ô, ces huiles étan ■ énuûéréoe à la pa/j- 6G du liimi. . "Rabcock & Uilcox" ,ScLie èlitic:i de 1ÇG3, soit i julémeut "Lt fur:.. de différents oél-;.- .3 :o (avec de ? noii-.ter.u:. d'atou rt' a;'pi- 1 : " . J ... .*€& - 6937415 _27_ 2024843 Los doue; brûleurs usuels à cir et combustible 106 sont tout d'abord alluués, on contour'-.ont de l'air et du combustible qui, drus le cas considéré,est de préférence du '-;az naturel fourni par la nôiic source que celle alinentant le brdleur à oxygène ot gaz 110 . 5 Pour le démarrage au brûleur oxygène-gaz 110,les interrup teurs 173 et 174 reliés à la source de courant 175 sont ferués. Pour le démarrage de 11 opération,Ls aou.pr.p-~s principales 144a et 146a sont l'orné os et les soupapes aueciliaires 144b et 146b sor.t ouvertes dc_ns le circuit d'aliïijntation en oxygène tandis nue les 10 soupapes principales 158a ot 159a sont foméos et les soupapes auxilirires 15" h et 153b cont ouvertes dans le circuit d'alimenta tion en g 2 20réglé à uno valeur do 1500 1/h,à une pression do 0,035 kg/en . En supposant que lo four doive être- :is en fo:ictionne;-.ont, les brûleurs sont innédiatonant alluués dès que le gaz passe. Dès que la ilaime est établie- dans les brûleurs 110,les soupapes 144b, 146b, 158b et 15Sb sont fornèos tandis que les soupapes prin 25cipales 144a, 146a, 158a et 159a sont ouvertes, en permettant au brûleur 110 d'être alinontc on oxygène ot on gaz au:; débits normaux. Pendant les opérations,on a Maintenu le rapport oxygène-conbustiblo approxinativenant à 1,5 *1» La flaaue 110a établie sur la "buse du brûleur 110 est de pré 30férence telle qu'elle ait uno vitesse conpriso entre 750 et 105C n/s , la température naxiaalc de la flxi^c étant conpriso entre 2350°C et 2600°C, contraircnont à colle des flan-ies des brûleurs air-conbustible 106. Une flanue turbulente est produite par le brûleur 110 et elle est fornéo par une série de tourbillons au 35l-.eu de créer une zone laminaire do ccnbustion. Le brûleur 110 est orienté de telle anierc que la combustion soit teruinée au noins à 90a- avant l'entrée on contact des produits de conbustion avec lo bain d1 aluriiniuu fondu recouvert d'une couchc d'oxyde d'aluniniun. _ 2024843 6937415 -2e- Le chargement du four 101 s'effectue eu moyen de chariots élévsteurr à fourche-, do véhicules à bonnes, n -paletten ou è. conteneurs é-uuir-és pour le- métal qri sont directement viiés dans le foc se do clrrfjO- ;nt. La charge nc;/cnne individuelle est d ' environ 5 ht . L,- cherg' va des feuillards tris 1 3e r s -eu:: u-.té ri eux lourds tels que des Gueules rebut.os. ..yrie fusion de la chorge, on vide le four par un trou de coulée 104 d :-.ns quatre '- ioules placés siee le- sol au voisine.3c du four . Chacun de ces ..ouïes p se environ -:-00 1-3 de ami ère à lais-lOser lui" ... isee d * environ 18,5 tonnes dans lo four pour.1 la ch irce-suivante. i.al'_ré les efforts faits pour maintenir le four des figures 5—, 5B à la vitesse ;*aecimale, la vitesse optiaole de fonctionnement n'a pu être ...aintenue. que pendant trois heures seulement au cours 15des ouatre jours d'essais, ceci à cause de certaines conditions dont la surveillance et la réglage ont échappé eue. opérateurs. Le débit préféré de gaz dans le brûleur 110 était de 500 à 5 2 900 :r/h sous une pression uiniaale de 1,25 kg/cn . Cependant pendant la période de travail,il n'a pas été toujours possible d'ob-20tenir cette condition optimale. On a. d'autre pert constaté qu'il était possible d'atteindre dans le four des figures 5Â, 5B un taue: de production plus uniforme en ramenant la puissance des brûleurs prin-iros G d un total de 1,5 raillion de calories. La diminution de la consommation de combustible,qui résult e de ce changement de 25narchc, e per _is do diminuer la quantité de combustible utilisé dons les brûleurs classiques dans une mesure suffisante pour couvrir la démns: d'c:^/3mic utilisé -dans le brûleur ameiliaire 110, tout en augmentant simultanément la production du four de 50fv par rapport à le valeur obtenue avec le môme four non muni d'un brûleur 3©auxiliaire. Fondent ces essais ,1e taux global do fusion, dans le four des figures 5;., 53 .'té porté approximetiv ;. _-:it dos 1550 à 1700 kg/h de la pratique usuelle jusou'ù 3500 kg/h. i endant 1er qpatre ,1 ours d'essais, 0:1 a par exemple obtenu un t uvx de fusion d'envi-35ron 2.6GC k ~/li, co. _ .0 l'indique le table ou III peg- suivante. Ce taux de fusion élevé a -té maintenu _ iraient une durée do trois heures, en faisont fonctionner les brûleurs primaires à une puissance réduite de 1,5 million do calories par heure et pour une perte do a jtal fondu de G d 105-, ce qui est assez étonnent parce 40que les conditions e:âstant pendant ce temps n'ont pas lt' opti:iale. 6937415 2024843 -31 leurs dirigé j 3 Vvrs 1 ' intérieur. L..s doux autres brûleur. 206 sont situés éeni lo paroi arrière Ou four 201, chacun étart écart.- d'environ 0T75 r. du coin, extérieur respectif -t lr-.re t é.irigé. 3 v;rs l'intérieur. T, - Ur'-VL U ;rr, classioueo MÎT brûleur-f usé.. 110 du typ e o:;yg iie-gen , et comporte un fût d? 75 ù.'épcisi-eur ; cc brûleur est plac ' donc la paroi lut Irai-- d: •_ ouci;c-, à proximité de la v-jût ' ot étant éce. to ''environ 1,5 "■ eu coin avant, le brûleur elO eut orienté por-10 pencli cul aire . ait d 1..-. p.roi latérale d le p.lan horizontal et il est incliné vers le ban d'un, angle d'environ 12° dane un plan vertical. Le brûleur 210 o dans son onsembl :■ uno fore, analogue e celle du brûlour-fus 110 clos figures 6A, SB, i la différence d'éch.i-15 le pre-. Le brûleur 210 est un brûleur-fusée refroidi à l'eau, d'un dianètre à? 7-S en et avec une chéri.n. d'eau d'ue: diamètre extérieur de 112 mm candis que le brûleur 110 eet ir. brûleur-fU3éc au diamètre de 3é mm et dont la chcise d'eau, a un di.e. .e iro extérieur de 63 rai. Le brûleur 210 est alimmeé ..n or^gène et eu paz 20 par une installation telle que colle de figure 8, sou. :is au réglage par un circuit él .c tri que tel que représenté a la figure 9. Pendent 1 foncticnneuent,lcs quatre brûleurs e air ^ combustible 206 usuels sont alir.t-ntés do m.uiiere à produire mie puissance totale d'environ 6,2 ri liions d_ c-.loriec p.er h .rare dans 25 le four des figures SA, 6B alors que 1,. brûleur oxygène et ;oz 210 fournit une puissance supplément ire d- 1,2 million de cale-ri„3 par heure. Le four de fusion d'aluminium secondaire 20.1 des figurée 6.1, 63 est un four ré-Verb ro de type usuel, d'raie c-pocité de 50 25 tonnes et qui eut déchargé dens un four de aieti.:. ou dane un roule refroidi à eeu de manière i. couler é e o linge ee elasei». uos oui 3cnt traités pour donner des feuilles -é' aluûnium de diéfé-renteo ai. .orsiens .t qualités. Le cycl„ d-.- fo actionne. .met du four e 1 écoulent reu le chargee.uilt et la eeud',_ ,eet d-. uuri heures 35 et 1.3 p oids èe chrr^e.s variant de le tonnus à 22 tenu.s,e. fonction i ; le. que itdté de néfca.1 à introduire dene le four de nui: tien et des qualités m produire. Avec ki nocédee connu..- ,1a ^réduction de ee f?ur Jte.it d' environ 6 t/li alors cm' eu ut.iiir .rt selon 1 'invention le brûl :ur-fusée uxiliairo . cep/gène et gin, 40 la production moyenne du. four s'est .!•. v- e è niviroix 10,5 t/h. 6937415 2024843 -32- Lo brûleur 210,qui est plac'. dans la paroi latérale du four et qui usl à fleur avec 3a surface int.ri uro a son centre écarte de 163 r.in do la face avant du four et c.'environ 30 c;i d„ la surfao. intérieure de la veut: du four. La lia -.:0 à ^rj_ido vitcs.se est 5 orientée per~ midi cul air ornent é la r ar ci dans un pl.ai horizontal et eil •; est inclia.'e vers le bas é.'un : aigle d'environ 12° de maniera c- otro d'.rig~~ r-_ment au-dessus de I~ m.ss \ de aitraille. On peut ainsi tcliv ver la combustion à ..aviron 90;L avant que les produits de co.Tov^ticn n'atteignent la mitraille. 10 L'o-q/^-no est Leur ni au brûleur 210 à raison d'environ 5 > 5 180 a /h tandis que le gaa ~st 'ourni à un dobit d'environ 120:.r/h On a pu obtenir ainsi une flamme à grand., vitesse, ayant une tom- p rature • iixi:.: partir do la buse, 15 Les quatr. brûleurs classiques 205 ont été alimentés en air 5 v 3 à un débit de 4£00 n /h et on gaz naturel à raison de 450 n /h,co qui a pcr.is le produire une flamme cohéfente ayant -.me température maximale d'environ 1730°C, et s'et.aidant jusqu1 à environ 2,1a. à partir de la buse de brûleur, 20 Au cours d'e-ss a'.s exécutés avec le four des féguros 6A ot 6E vingt trois essais ont été v-ffoctués penda-nt une duré _ de cinq jours; les résultats de cos ossais sont reportes sur 1: tableau IV. La consommation d'ora.ne a .'-té do 28,5 par essai et la. consom- 3 mat ion de gaz naturel de 19 u par ossai. 25 Comme l'indiqu le tableau IV, l'utilisation du brûleur- fusée auxiliaire 210 de la uoïii ;ra d'crito a permis do diminuer la période de chauffe d'environ 5©a ot par suite d'obtenir tuic diminution é'qui val .nto de la consommation do- combustible. En fait, le r^ndem^nà do sortie de 11 installation, a augmenté depuis la va-30 leur de 90 kg/min(s,lon loS procédés usuels ) jus ou ' une valeur de 1/0 kg/min (av. o un brûleur auxiliaire 210 selon 1 ' inv ration) . La composition chi: i"U- du métal conta nant dos pas ci -sous m'a pas ét affecté- par l'utilisation du brûleur £10. La récupération do s portes do ..^taJ. Conclu a été satisfais rit o et le four est resté 35 aux to pératures nor. aies de fonctionne, .ont sano a.ioun. effet perturbateur sur las garnissages réfractaiaos. Mumtro A~' à t dO l'erJdi c'a-r^e ^•V. J J,lt .UOntltC ■ ;n .:''/!"> Ot; 1- utilisc'o Gaz dCbit en .iVh TA3LI- ,U IV naturel 5 r j ic il il 15 1G 17 ie 19 20 21 co L-4- » ' À.'L/ l'J .' K.. c / ' r ^ ' G 2 .oO 1>.'-CC 1^.500 °.507 15 •600 14.20'J i£. rfO 11.600 12.500 11. 7o0 11.fCO l.^.^OO i-.10> 1C • c- OC 12.700 12.5GJ 9.GC0 12.1^0 1^ » G w 0 Hoycanc 13 «100 IlU 10.0 1: 0 025 '1 ,—) ( - - S 22 j 225 225 225 Z25 '25 225 ") '1 C Z-P- 225 225 225 225 C. i\ y Jr'/ jl5 .00 570 5G0 o — 225 355 27b 417 237 152 254 243 231 554-258 279 ->56 243 264 167 273 2S6 ?uantit. totale utiliscc 120 21G •-•Ai 1.-.C5 120 0 1—1 :\1 1131 1^0 152 1195 150 315 11G6 150 243 1149 150 193 1I~1 150 150 11 150 222 1186 150 186 llô 6 150 282 11 ■•■9 150 153 1093 150 108 1199 150 156 11G0 150 1G2 Il G0 150 153 . 1193 150 231 1149 150 180 1249 150 186 1160 150 234 1204- 15c 162 1149 150 177 X1G0 150 180 ll':-9 150 183 1149 192 Tunpir.v.tur; 11 11 ■ ^ j " TV.lo CL^ p ; - roi ■,n 1 — nalc de voûto °C > °C TTbT 1010 121G 114; 11G0 11' V 11GG lloo 1151 1C10 1221 1IGS 1190 1^27 1177 1149 1160 1238 1177 10 oû »ps G.C iuaion 1:4L, 1:44 1:08 2:07 1:23 1:19 1:00 1:28 1:14 1:50 1:02 0:43 ] :03 1:05 1:02 1:53 1:09 1:15 1:23 1:05 1:10 1:11 1:15 en :~ .nt d. /- .in, j. u.xon ji'O s.c G 50 4 .0 -;-50 •'+> w' 430 ^5: 400 -1-30 330 530 310 ^20 !-30 ..'30 5';G 3? 72 cr- -o OJ -j .t* en K O K~ -£> O X > L ' 1582 1583/69 1130/69 e; 6937415 2024843 -34- -IL5VZtrJlC..TICIÎ3-1. Four do fusion de- no tau:: ce: ^ronent en combinaison de source r; d'air et de co ibustiblo l'élire.. é plue-* jura brA] m::*s j air ot aoabn. 'cil * . •ontés t. ans les f-,^oin du l'our ^ .ç w'.v 1 s u doc , transformer o:i uu buiït de mot .1 xondi.. 1 edj I Tour étant caractérisé „u ce -t^u'il comprend une ali.: ijosti auai-liair." comportant uno source d1oxygéné, au moins un L'rûla.r é. oxy-'j -uo ot combustible r.lié à ladite alimentation j.u:J.3 iai.w c*: : .c. i-té en une position fixe dans une paroi du four de- telle manière 10 que la buse du brûleur ne pénètre- pratiquement pas à l'intérieur du four,ledit brûleur comprenant les soyons pour post-.aélanger 1 ' oxygène et le combustible au-delà de sa buse jt peur produire et diriger une flamme turbulente dans le four, le brûleur étant tel nue la combustion intervenant dans la flanme soit achevée à 90% 15au moins, avint entrée on contact doc produits do cc.bv.stion av«/.c lj I charge et/ou le bain ûe métal. j 2. Four selon la revendication 1,caractérisé en ce que le md- ' tal est do l'aluminium. 3. Four scion la revendication 2,caractérisé on ce que le 20combustible est un gaz ot on co que lo brûleur à oxygène et coubustible est un brûleur-fusée à oxygène et gaz. 4. Four selon la revendication 3 «caractérisé or. co >uo la ila^ me a une vitesse d'au moins 300 n/s et une température maximale d'au moins 1650°C. 25 5- Four selon la revendication 2,caractérisé en ce eue le combustible est de l'huile et en ce que le brûleur à oxygène et combustible est un brûleur à oxygène ot huile avec mélangeur u poin'. jat . comprenant d.os moyens pour produire un courant d'huile atomisée dans la buse du brûleur et pour transmettre un mouvement tourbil-30lonnaire au courant atomisé avant que ce dernier ne sort- Co 1 buse. 5. Four selon la rovendic-.tion 5,caract Irisé n c :: rue le brOl..ur du typ .• :• îélangcur à pointeau est tel qu'il produit un courant atomisé d'huile sortant de la buse du brû. :r .sou: forno 35d'an jet conique prés mitant un angle au cork.(.t d'au .oins °. 7«ffour selon la revendication l.c .ractéri : \ pci't o^genc-combustible est égal à au moins dr pcurcea.tage sto jehiométrique nécessaire pour obtenir une combustion coi.plèto. I * 6937415 2024843 -35- 8. Four-révcrbèro do fusion d'aluminium selon la revendication i ,care.ctérisé jn ce qu'il corprcr/. en combinaison uno promi.. ro paire do brûleurs à air ot combustible, chaouo brûleur do la pr_miere paire étant placé entre la base et la voûte ;'.u four à 5 proximité d1 un ccin avant correspondent dudit Tour et comportant une bu3u placés, s-ensibl ;.:ont à fleur av.-c uno suri, ce 1 -:c ,r-le in térieuro du four,ur_e seconda pair- do brûleurs à air et combustible , chaque brûleur d la seconde paire éteeis situé .ntro la bas;, ot la voûte du four appro::iaativ. ont dons le mCeu plan ou~ la 10 première •- air. de brûleurs ot comportent une bus- nui ost peu près à fleur av_c la surface arrière intéri-uro de. four à proximité d'un coin respectif do co four. 9. Four selon la revendication S , caractérisé en c~ qu'il comprend plusieurs ortos do chargement -spacccs les unes des au-15 très et réparties le long do la parti, avant du four et on ce que l'ensemble- de brûleurs à oxygî—o et combustible comprend au moins un brûleur placé dans la voûte du four ; peu. près perpendiculairement à ccllo-ci et dans un plan vertical formant un plan bissecteur pour un, pairo adjacente do portos do chargement. 20 10. Four Svlon la rovondication 9,caractérisé en ce que l'onse.mble de brûleurs à oxygéna et combustible comprend plusiour brûlours espaces entre eux ot on co que chaque brûleur est -dirigé dans un plan vertical fornant approximativement un plan bissecteur entre d^uec portes adjacentes. 25 11. Four selon la revendication 9» caractérisé en co que les brûleurs è. oxygène ot coubustiblo sont du type à mélangeur à pointeau d'autoatonisation ot on ce que le combustible utilise est de l'huile. 12. Four selon, la rovondication 11,caractérisé- en ce que 30 chaque brûleur du typ- 1 nélangeur a pointeau d'auto-atomisation comprend un .lé-mont de turbulence pouvant transmettre un mouvement tourbillonnaiim, au courant d'huile paSoumt dans 1. brûleur, ledit .'lément comportant des aube- hélicoïdales placées dans la eus: du brûleur et disposées de- m. uni-ère à faire tourner 55 le courant d'huile autour de l'a:ce principal du brûleur av~nt sa sertie de la buse. 13. Four selon la revendication 12,caractérisé on ce eue l'élmient de turbulence ost toi qu'il peut produire un cône d'hui le atomisée sortant c e la buse ,ledit cône ayant un angle au som- 40 net d'environ 30°. 6937415 _J6_ 2024843 14. Four selon la revendication 8,caractérisé on co que l'ensemble des brûleurs à oxygène ot combustible comprend un seul brûleur fusée à o: 5 vers le bas a partir d'une position proche dé la voûto du four sous un angle d'environ 12° avec l'horizontale. 15. Four d sol,; lr.tôralo selon la j?evendication 2, pour l'utilisation do 1 * aluiainiuii.tcaractérisé en ce qu'il comprend deu:: brûleurs à air ot combustible montés dons lu parci arri re du fou; 10 L long d'un plan horizontal situé à ni-distancé entre la solo ot le voûte du four,en co que chaque brûleur est orienté vers l'intérieur dans une direction à peu près normale à la paroi arrière et comporte une buse placée à peu près à fleur avec la surface intérieure de la paroi,ainsi qu'un seul brûleur-ftnée à oxygène 15ot gaz monté dans la paroi latéral- du four à proximité d'un coin arrière ot dans la partio supérieure du four,l'axe du brûleur étant dirigé vers l'intérieur sous un angle d'environ 20° avec la normale à la paroi et étant incliné vers le bas d'environ 5° par rapport à 1'horizontale. • 20 16.- Procédé do fusion d'une charge métallique dans un four réfractaire,caractérisé on co qu'on utilise un ensemble de brûleurs à eir et co mbustiblo pour fournir la majeure partie de l'énergie thermique nécessaire à la fusion'du métal et en ce qu'on utilis-. un ensemble de brûleurs à oxygène et combustible 25pour fournir un. quantité additionnelle d'énergie thermique afin me fondre la charge à l'aifiko d'une flamme turbulente constituée do courants post-mélanges d'oxygène et de combustible introduits dans la chambre du four à partir d'un brûleur fixe dont la buso 11e pén tre pratiquonont pas à l'intérieur do la chambre du 30four, la flamme d'oxygèno et combustible é trait dirigée de lumière telle qoo la combustion soit achevée à au moins 90# ivzt 1 ! entrée 01 contact dos produits de combustion do la flamme avec la charge et 1. bain de nétal en fusion. 1'.'-. Procédé selon la revendication 15,caractérisé en ce que 351e métal est de 11 aluminiu-.: et en ce que le rapport oxygène/combustible dans lo brûl-ur à oxyg% lie et combustible est au moins égal à environ 65# du rapport stoechiométriqUe nécessaire pour la combustion complète. 18. Procédé selon la revendication 1/,caractérisé en ce que 401'ensemble do brûleurs à oxygène et combustible est erroté appro 6937415 37 2024843 ximativement aussitôt que la charge est fondue. 19. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que le rapport entre les vitesses des flammes à oxygène et combustible et des flammes d'air et combustible est d'au moins environ r 8:1, et en ce que les températures des fl3mr.es d'oxygène et combustible dépassent les températures des flammes d'air et combustible . 20. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'ensemble des brûleurs à oxygène et combustible est comman- 10 dé de manière à produire entre environ 10 et 30% de l'énergie thermique nécessaire pour fondre la charge dans le four. 21. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que les courants post-mélangés de combustible et d'oxygène se composent essentiellement d'un courant central d'huile atomisée à la- 15 quelle un mouvement de rotation a été imparti pour faire sortir le courant d'huile atomisée sous forme d'un jet conique entouré par plusieurs jets d'oxygène. 22. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que l'huile est essentiellement du type "Bunker C", en ce que l'hui- 20 le atomisée sort suivant un profil conique d'angle au sommet égal à environ 30°C et en ce que les jets d'oxygène sortent à une vitesse comprise entre 150 et 450 m/s, à une température maximale de flamme comprise entre 1650 et 2750°C. 23. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que 25 les courants post-mélangés de combustible et d'oxygène sortant de chaque brûleur dudit ensemble à oxygène et combustible se composent essentiellement de plusieurs jets relativement grands d'un gaz combustible entourant et entouré par plusieurs jets d'oxygène relativement petits. 30 24. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que la vitesse de la flamme propagée par les jets post-mélangés d'oxygène et de gaz combustible sortant de chaque brûleur est comprise entre 300 et 1050 m/s , pour une température maximale de flanme comprise entre 1650 et 2750°C. 35 25. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 23 et 24, caractérisé en ce que le gaz combustible est un gaz hydrocarboné. 26. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que le gaz hydrocarburé est principalement du gaz naturel. 40 27. Procédé de fusion d'aluminium dans un four réverbère se- 6937415 38 2024843 Ion la revendication|Ï7, et dont la charge est initialement limitée à plusieurs tas distincts, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on utilise un ensemble de brûleurs a air eue t. stible comprenant quatre brûleurs pour fournir la majeui^e partie de 1 ' é-5 nergie thermique-, en dirigeant les flammes des brûleurs à air et combustible dans la zone des tas, en ce qu'on utilise un ensemble de brûleurs à oxygène et combustible comprenant plusieurs brûleurs pour fournir une quantité additionnelle de chaleur comprise entre 20 et 30% de l'énergie thermique nécessaire pour la 10 fusion de la charge, en ce qu'on dirige les brûleurs à oxygène et combustible normalement à la voûte du four et en ce qu'on maintient les brûleurs dans des positions fixes et espacées entre elles de manière telle que la flamme sortant de chaque brûleur oxygène-combustible soit orientée entre des tas adjacents de la char-15 ge, les dites flammes ayant une vitesse supérieure à environ 300 m/s à une température comprise entre 1650 et 2750°C et ne touchant pratiquement pas les tas de la charge. 28. Procédé selon la revendication 27, caractérisé en ce que l'oxygène est fourni aux brûleurs dans une proportion au moins é- 20 gale à environ 65% de la proportion stoechiométrique nécessaire pour assurer une combustion complète du combustible fourni aux brûleurs. 29.Procédé selon la revendication 28, caractérisé en ce que le combustible fourni aux brûleurs est de l'huile, en ce qu'on 25 atomise sous pression ladite huile, en ce qu'on transmet un mouvement tourbillonnaire à ce courant d'huile atomisé sous pression de telle manière qu'il sorte de la buse de chaque brûleur sous forme d'un cône ayant un angle au sommet d'au moins environ 30° et en ce qu'on entoure le courant d'huile atomisé sortant de cha-30 que brûleur par plusieurs jets d'oxygène présentant chacun une vitesse supérieure à environ 300 m/s. 30. Procédé de fusion d'aluminium dans un four-réverbère, selon la revendication 17, dans lequel la charge est initialement limitée à plusieurs tas distincts, ce procédé étant caractérisé 35 en ce qu'on utilise un ensemble de brûleurs à air et combustible comprenant quatre brûleurs pour fournir au four la majeure partie de l'énergie thermique, en ce qu'on dirige les fiammes des brûleurs à air et combustible vers les tas de la charge, en ce qu'on utilise un brûleur à oxygène et gaz pour fournir une quan-40 tité additionnelle de chaleur comprise entre environ 9 et 20% de 6937415 39 2024843 1.'énergie thermique nécessaire à la fusion de la charge, en ce qu'on dirige le brûleur à oxygène et gaz au travers d'une paroi latérale et le long d'un plan vertical formant un plan médiateur longitudinal pour le four, en ce qu'on maintient le brûleur dans 5 une position fixe où il est placé à^fLeur avec la paroi latérale intérieure du four à proximité de sa voûte et en ce qu'on dirige la flamme sortant du brûleur vers le bas sous un angle d'environ 12° par rapport à 1'horizontale, la flamme ayant une vitesse comprise entre 300 et 1050 m/s, une température maximale comprise 10 entre 1650 et 2750°C et n'entrant pratiquement pas en contact direct avec les tas de la charge. 31. Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce que l'oxygène est fourni au brûleur dans une proportion correspondant à environ 65% de la proportion stoechiométrique pour assurer une 15 combustion complète du gaz fourni au brûleur. 32. Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce que le gaz fourni au brûleur sort en plusieurs jets relativement grands entourant un groupe circulaire de jets d'oxygène plus petits et entourés par un groupe circulaire de jets d'oxygène également 20 plus petits, de manière à former une flamme post-mélangée ayant u-ne vitesse comprise entre 300 et 1050 m/s, une température comprise entre 1650 et 2750°C et n'entrant pratiquement pas en contact avec les tas de la charge. 33. Procédé de fusion d'aluminium dans un four-réverbère à 25 sole-réverbère selon la revendication 18, dans lequel la charge est initialement placée dans une fosse à mitraille séparée et est fondue par un courant de métal fondu pompé dans la fosse à mitraille à partir d'un bac adjacent, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on utilise un ensemble de brûleurs à air et combustible pour 30 fournir une fraction importante de l'énergie thermique au four, ensemble comprenant deux brûleurs fixés dans la paroi arrière du four et dont les flammes sont dirigées transversalement au four directement au-dessus du bain de métal fondu se trouvant dans la chambre principale du four à sole latérale, en ce qu'on utilise 35 un ensemble de brûleurs à oxygène et gaz comprenant un seul brûleur pour fournir une fraction supplémentaire de chaleur comprise entre 20 et 30% de l'énergie thermique nécessaire pour fondre la charge, en ce qu'on dirige le brûleur à oxygène et gaz au travers d'une paroi latérale et à proximité d'un coin arrière du 4-0 four de manière que la buse soit située pratiauemsnt à fleur avec 6937415 40 2024843 la surface intérieure de la paroi latérale, en ce qu'on maintient le brûleur dans une position fixe de manière à diriger sa flamme vers l'intérieur sous un angle d'environ 20° par rapport à la normale de la paroi et vers le bas sous un angle d'environ 5° par 5 rapport à l'horizontale, la flamme ayant une vitesse de 300 à 1050 m/s , une température comprise entre 1650 et 2750°C et n'entrant pratiquement pas en contact direct avec le bain.