Brevet FR2149292A1 — publié le 19730330

La présente invention concerne les dispositifs pour le refroidissement des appareils de métallurgie, notamment les dispositifs pour le refroidissement des hauts fourneaux par vaporisation, dans lesquels l'évacuation de la chaleur s'effectue grâce à l'énergie de transformation de l'eau de refroidissement en mélange vapeur-eau. On connaît des dispositifs pour le refroidissement des hauts fourneaux par vaporisation, comprenant des réservoirsséparateurs raccordés à des éléments refroidis, disposés verticalement, par l'intermédiaire de conduites d'amenée et de retour. Les éléments refroidis de tels dispositifs sont des plaques métalliques dans lesquelles sont incorporas des tubes pour la circulation de l'eau, ces plaques étant fixées au côté intérieur de l'enveloppe du haut fourneau, qu'elles protègent contre les actions thermiques et mécaniques. Les tubes de chaque rangée verticale4'éléments refroidis sont raccordés entre eux en série verticalement sur le côté extérieur de l'enveloppe, à l'aide des tubes de raccordement, en formant ainsi des circuits fermés de circulation. L'eau issue du réservoir-séparateur est amenée à travers un collecteur d'entrée, dans l'élément inférieur de ladite rangée d'éléments, parcourt successivement les tubes des éléments refroidis et, sous l'effet des hautes températures régnant dans l'enceinte utile du haut fourneau, s'échauffe peu à peu, puis sous forme de mélange vapeur-eau, est évacuée de la rangée supérieure d'éléments refroidis à travers un oolleoeui ae sertie 7ers le réservoir-séparateur, où s'effectue la s pa@ l'eau et de la vapeur. L'inconvénient des dispositifs existants consiste en ce qu'il est nécessaire d'augmenter la section de passage es oes montés dans les éléments refroidis, des tubes de raccordement des des conduites de communication extérIeures, afin de compenser la résistance hydraulique croissan+e rencontrée pr le mélange vapeur-eau, dont le volume est plus grand que celui de l'eau amenée initialemen-t, et d'assurer une circulation normale. En outre, en cas de mise hors d'usage des éléments refroidis, il est nécessaire pour pouvoir déterminer le point d'endommagement des éléments raccordés en série, d'alimenter en eau technique une ou plusieurs rangées verticales de circuits de circulation en eau technique, et , ensuite, pour débrancher l'élément défectueux, de laisser sans eau toute la rangée verticale. Le but de l'invention est de supprimer les inconvénients précite Il s'agissait donc de créer un dispositif pour le refroidissement des hauts fourneaux, dans lequel les conduites des déments refroidis pourraient avoir une même section minimale pour tous les éléments, et dans lequel, en cas de mise hors d'usage de l'un des éléments refroidis, les autres pourraient fonctionner normalement. La solution consiste en ce que, dans un dispositif pour le refroidissement des hauts fourneaux par vaporisation, comprenant des éléments refroidis raccordés par des conduits d'amenée et de retour à des dispositifs séparateurs de façon à former des circuits de circulation fermés, suivant l'invention chaque élément refroidi est raccordé directement aux conduites d'amenée et de retour afin d'obtenir des circuits de circulation indépendants parallèles. Il est avantageux que chaque conduite d'amenée et de retour soit raccordée à son propre collecteur-séparateur annulaire horizontal, lequel est raccordé aux dispositifs séparateurs. Une telle réalisation de l'invention permet d'utiliser des éléments refroidis dans lesquels les tubes incorporées livrant passage à l'eau de refroidissement ont une même section minimale,de simplifier la recherche et le débranchement de l'eSément refroidi mis hors d'usage, de réduire la quantité d'eau technique à tenir en réserve et d'augmenter la fiabilité du refroidissement. Plus bas, on donne à iitre d'exemple non limitatif, la description détaillée d'un mode de réalisation préféré du dispositif de refroidissomen conforme à ''invention, avec renvoi au dessin unique annexé qui représente le schéma de principe du dispositif. Le dispositif do refroidissement des haut fourneaux par vaporisatun sompregd des éléments refroidis 1 (figure )se présentant sous forme de plaques métalticues dans lesquelles sont incorporés des tubes 2 pour la circulation du fluide de refroidissement, ces éléments étant raccordés par des tubes d'entrée 7 et des tubes de de sortie 4 à des conduites verticales d'amenée 5 et de retour 6. Les éléments refroidis 1 znt fixés au côté intérieur de l'enveloppe (non représentée) du haut fourneau ctest-à-dire du côté de l'enceinte utile. Pour qu'il soit commode de débrancher les éléments refroidis des conduites d'amenée 5 e de retour 6,on peut prévoir sur les tubes d'entrée 3 et de sortie 4 des brides d'assemblage 7 ou des organes d'obturation (non représentés). Les éléments refroidis sont raccordés a x conduites d'amenée 5 et de retour 6 en parallèle, indépendamment les uns des autres, de façon à former des circuits de circulation parallèles séparés et indépendants. Le nombre de tels circuits dans le dispositif de refroidissement par vaporisation peut varier; og le choisit selon la quantité de chaleur à évacuer. Les conduites d'amenée 5 et de retour 6 sont reliées respectivement à des collecteursséparateurs 8, 9. Les collecteurs 8 et 9 sont réalisés sous forme de tubes annulaires de grand diamètre, placés horizontalement l'un au-dessus dey'autre est reliés par des tubes de connexion 10. Les collecteurs 8 et 9 sont raccordés à un réservoir-séparateur 11, qui peut être disposé à distance du haut fourneau, dans un local spécial non pollué par les gaz et commode à utiliser. se réservoir-séparateur 11 possède une conduite 12 d'alimentation en eau et une conduite 13 d'évacuation de la vapeur. Be réservoir-séparateur est disposé au point le plus haut du système de refroidissement par vaporisation. En outre, il y a sur le haut fourneau un collecteur annulaire 14 d'eau technique, auquel les conduites d'amenée 5 sont reliées par l'intermédiaire d'organes d'obturation 15 et 16 montés sur une connexion 17. Une conduite de vidange 18 est raccordée aux conduites de retour 6 par l'intermédiaire d'un organe d'obturation 19. Le dispositif fonctionne de la façon suivante. Le réservoir-séparateur 11 et les tubes 2 des éléments refroidis qui lui sont raccordés sont remplis d'eau chimiquement épurée et désaérée. La section de passage des tubes 2 incorporés dans les éléments refroidis 1, ainsi que celle des tubes d'entrée 3 et de sortie 4 est choisie de telle façon que, sous l'action des hautes températures, l'eau arrivant dans les éléments refroidis se transforme entièrement en mélange vapeur-eau à la sortie des éléments refroidis. Le mélange vapeur-eau passe par le tube de sortie 4 et par la conduite de retour 6 pour arriver au collecteur 9, où il se sépare partiellement en vapeur et en eau. Par la connexion 10 l'eau revient au collecteur 8, tandis que la vapeur va au réservoir séparateur 11. La vapeur séparée est envoyée à l'utilisation par la conduitel3; l'eau passe du réservoir-séparateur 11 au collecteur 8, puis elle est amenée par la conduite d'amenée 5 aux éléments refroidis 1. L'appoint d'eau pour la compensation du volume transformé en vapeur, est assuré par la conduite 12 d'alimentation aboutissant au réservoir-séparateur 11. Pour l'exécution de réparations ou pour débrancher un élément refroidi mis hors d'usage, l'alimentation en eau technique ne s'effectue que dans une seule section, comprenant une conduite d'amenée 5, une conduite de retour 6 et un groupe d'éléments refroidis 1 branchés en parallèle sur ces conduites. Dans un tel montage, en cas de débranchement d'un élément refroidi mis hors d'usage, les autres éléments refroidis continuent à être alimentés en eau technique. Bien entendu, 1'inventio'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Un dispositif pour le refroidissement de hauts fourneaux par vaporisation, du type comprenant des éléments refroidis raccordés par des conduites d'amenée et de retour à des dispositifs séparateuisâe façon à former des circuits de circulation fermés, caractérisé en ce que chaque élément refroidi est raccordé directement aux conduites d'amenée et de retour de manière à former des circuits de circulation parallèles indépendants. 2.- Un dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque conduite d'amenée de retour est raccordée à son propre collecteur-séparateur annulaire horizontal, lequel est raccordé aux dispositifs séparateurs.