Brevet FR2179532A1 — publié le 19731123

Les huiles utilisées dans les laminoirs à froid fabriquant les tales fines imprègnent les bandes d'acier destinées à titre galvanisées, et la première opération que doit réaliser une ligne de galvanisation consiste à débarrasser la tôle de cette huile. Une méthode relativement ancienne consistait à chauffer la bande dans un four de préchauffe où régnait une atmosphère oxydante; l'huile était ainsi branlée et la bande légèrement oxydée. Pour limiter cette oxydation de la bande, la température de l'acier ne devait pas dépasser 4500C, et la couche d'oxyde était réduite dans le laboratoire grée à une atmosphère à forte teneur en hydrogène. Dans une méthode plus récente, le chauffage de la bande est également effectué dans un four, mais sous atmosphère réductrice par défaut d'air. L'oxyde ne se forme pas et la concentration d'hydrogène dans le laboratoire peut Xetre considérablement réduite. Cette méthode, où l'on impose aux fumées d'avoir une teneur en imbrAlés pouvant varier entre 5 à 8%, permet de réchauffer l'acier à des températures supérieures à 4500C; 5000C pour la fabrication de taule galvanisée raide, 600 C pour les traitements de recristallisation et mtme 700"C pour les recuits. Cette technique de préchauffe non oxydante permet ainsi de limiter le chauffage pour traitement dans le laboratoire qui suit le four de préchauffe et, en conséquence, d'augmenter de façon très sensible la production des lignes de galvanisation équipées avec la mbeme longueur de laboratoire. Toutefois, les fumées quittent le four de préchauffe à une température très élevée (de l'ordre de 1 2000C) et l'association de la combustion incomplète et de la haute température des fumées conduit à des rendements très faibles. Pour améliorer leur rendement, on équipe actuellement les fours d'une zone de récupération, qui n'est qu'un prolongement du four, sans brtleurs, situé du caté de itentrée de la bande. L'amélioration de la consommation thermique ainsi obtenue par utilisation de la chaleur sensible des fumées est de l'ordre de 10 à 15%. Mais cette méthode ne permet pas de récupérer la chaleur de combustion du combustible imbrtlé encore contenu dans les fumées. Le four de préchauffe selon l'invention est destiné à rendre possible l'utilisation de cette chaleur de combustion et, par conséquent, à accroire de manière non négligeable le rendement thermique du four. On atteint ce résultat en effectuant la post-combustion des gaz imbrûlés à ltintérieur même de la chambre de préchauffe avant que les fumées quittent le four. A cet effet, un certain nombre d'injecteurs d'air sont disposés dans les parois du four, des deux côtés de la bande, dans la zone de récupération. La description qui va suivre, en regard du dessin annexé, d'une forme d'exécution donnée à titre d'exemple non limi tatar, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente en coupe longitudinale un four de préchauffe selon l'invention. La figure 2 est un schéma géométrique d'un jet d'air issu d'un injecteur. Le four de pré chauffe en atmosphère réductrice selon l'invention est constitué d'une enceinte de maçonnerie de 1 contenant des brûleurs 2 disposés des deux contés de la bande d'acier 4 et des rouleaux 3 assurant le transport de la bande à travers le four. Un carneau 5 permet l'évacuation des fumées. Le volume intérieur à l'eneeinte du du four comprend une zone de chauffage 6 contenant les brûleurs 2 et une zone de récupération 7 située au voisinage de la sortie des fumées. La bande 4 pénètre dans le four et passe dans la zone 6 où elle est portée à la température voulue en atmosphère réductrice, après qu'elle ait subi un préchauffage dans la zone de récupération 7. Un certain nombre de rampes 15 situées dans la voûte, la sole ou les parois latérales sont disposées dans la zone de récupération 7; elles sont pourvues d'injecteurs d1air 8 les jets d'air ainsi introduits ont pour premier effet de faire entrer en combustion les éléments imbrûlés issus de la zone de chauffage 6, d'où résultent une importante amélioration du rendement thermique du four et une diminution de la pollution atmosphérique due aux fumées. En outre, l'inclinaison par rapport à la bande 4 de chacun des injecteurs 8, donc du jet d'air 12 qu'il dirige sur la bande, est définie par l'angle 9 que fait son axe 11 avec la perpendiculaire 10 à la bande. La figure ? montre que la quantité de mouvement d'un jet d'air 12, représentée par le vecteur 11, peut autre décomposée en deux composantes 13 et 14 respectivement parallèle et perpendiculaire à la bande 4. La composante parallèle 13 a pour effet de modifier le régime d'écoulement des gaz issus de la zone de chauffage 6 et, de ce fait, d'avoLst une influence sur la répartition de la pression statique dans cette zone qui est le four proprement dit. En jouant sur la valeur de l'angle d'inclinaison 9, il est possible d'aider ou de contrarier le tirage comme on le désire. La composante perpendiculaire 14 a pour effet de créer en quelque sorte un rideau d'air plaquant les fumées sur la bande 4 et augmentant considérablement le coefficient de convection à son voisinage,par suite de l'augmentation de la vitesse et de la turbulence des gaz, ce qui améliore les échanges thermiques avec la bande et favorise l'échauffement de de cette dernière. On voit donc quela présence des jets d'air introduits dans la zone de préchauffage, par l'effet combiné de post-combustion des imbrûlés et de l'augmentation du toefficiont de-avAtaRsoz permet d'augmenter la température de préchauffage de la bande pour un four de longueur donnée, ou de diminuer la longueur du four pour une température de chauffage donnée. La position des injecteurs 8 par rapport à la bande 4 ainsi que les débits et les vitesses d'injection sont fixés de façon que la composition des fumées au niveau de la bande reste voisine de la stoechiométrie. On peut de plus choisir une disposition des injecteurs 8 conduisant à une amélioration de l'uni- formité de température transversale de la bande 4, ou au contraire, telle qu'il y ait création d'une zone de chauffage préférentiel de la bande dont l'étendue et la position pourront titre choisies à l'avance selon les exigences du traitement. L'arrangement selon l'invention qui vient d'être décrit en prenant pour exemple un four horizontal peut aussi être avantageusement appliqué à un four vertical; l'amélioration du rendement thermique et du maintien des pressions statiques dans l'ensemble du four qui en résul-te permet en particulier de réduire la hauteur de ce genre de four. - REVENDICATIONS 1. Four pour chauffage en atmosphère réductrice, du type continu et adapté au traitement d'une bande sans fin, constitué d'une enceinte munie de brûleurs à combustion incomplète et d'un orifice pour l'évacuation des fumées situé au voisinage du passage åtentrée de la bande, ledit four comportant dans son volume intérieur une zone de récupération des éléments imbrAlés et étant équipé d'au moins un injecteur projetant,, dans la zone de récupération du four, un jet de comburant venant de l'extérieur suivant un angle et assurant la combustion dans la zone de récupération des éléments imbrQlés issus des brûleurs, caractérisé par le fait que chaque injecteur de comburant est orienté vers la zAone d'entrée de la bande dans le four et a pour effet d'entralner les fumées issues des brflleurs et d'augmenter le coefficient de convection dans la zone de récupération et, en particulier, au voisinage de la-bande. 2. Four selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le nombre d'injecteurs de de comburant et leurs caractéristiques sont déterminés de sorte que la composition de l'atmosphère de la zone de récupération soit voisine de la composition stoechiométrique. 3. Four selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la disposition des inåecteurs de comburant dans la zone de récupération permet de créer au moins une zone de chauffage préférentiel de la bande.