Brevet FR2259890A1 — publié le 19750829

La présente invention concerne une paroi de chauffe de four à coke, dont une face borde une chambre du four et l'autre face une chambre adjacente et dans laquelle passent plusieurs carneaux de chauffage. Les parois de chauffe connues sont construits de façon telle que des lignes de briques en boutisse sont disposées perDendiculairement aux lignes de briques en par0ment qui constituent les faces latérales des chambres. Les carneaux formés de cette façon sont de section rectangulaire. Ce mode-de construction Drésente des inconvénients dont les effets s'accentuent au fur et mesure que croit la hauteur des chambres de four ou des parois de chauffe. C1 est surtout la faible résistance à la flexion de ce type connu de paroi de chauffe, due à la structure géométrique décrite, qui s'avère faucheuse.Mais dans ce mur de chauffe connu, il est également fâcheux que chaque carneau fournisse de la chaleur à la fois aux deux chambres de four qui l'encadrent; cVest pourquoi on ne peut, dans ces conditions, commander séparément le chauffage de chambres voisines. La présente invention a-Dour objet une paroi de chauffe dont la capacité de charge statique est accrue et qui permet des contnandes indépendantes de chauffage de chambres voisines, les transferts de chaleur du carneau de chauffage à la chambre de four é-tant e meme temps améliorés. A ces fins, suivant l'invention, la paroi de chauffe est caractérisée en ceci que chaque carne au présente une face limitrophe parallèle à une face de paroi et borde celle-ci, que les autres faces limitrophes de chaque carneau convergent vers l'autre face de paroi et que les carneaux bordent par leur face limitrophe parallèle à une face de paroi alternativernent l'une et llautre de ces faces. Chaque carneau présente, de préférence, une vue en plan triangulaire. Mais une vue en tlan pentagonale ou hexagonale est également admissible, le choix entre ces différentes formes de- section étant largement dicté par les données de construction. On tire de là de nombreux avantages qui sont zes uns du domaine statique, les autres du domaine thermique. D'un côté, cette paroi de chauffe oppose aux contraintes de flexion produites par le remplissage des chambres du four un moment résistant élevé, car les boutisses reliant entre eux les parements des'parois de chauffe sont en zigzags. On peut, en outre, augmenter la surface de la section transversale de la paroi de chauffe supportant la contrainte de compression, sans avoir à modifier l'épaisseur elle-m8me de la paroi. Avantageusement, les boutisses sont de dimensions plus fortes que les parements. Les carneaux orésentent une face limitrophe par laquelle n'est chauffée sTatiqUement que la chambre adjacente du four. On peut ainsi chauffer les chambres indépendamment l'une de l'autre. Il est avantageux, en outre, que le rayonnement de chaleur à partir des boutisses convergeant en V l'une vers l'autre soit dirigé sur ladite chambre, tout en ayant comme avantage supplémentaire que les régions de rayonnement des carneaux vers les chambres se chevauchent dans les régions des textes de. boutisses, de sorte que, dans ces régions des têtes de boutisses, les zones d'ombre thermique soient largement empêchées. Un autre avantage tient à ce qu'en raison de la grande surface portante transversale, les possibilités de raccorder la sole et -le plafond du four sont améliorées, moyennant quoi on aboutit à une meilleure étanchéité du four. En outre, on dispose dans chaque section de carneau, de deux carneaux au lieu d'un seul comme antérieurement et finalement on améliore grandement les possibilités d'adaptation de la paroi de chauffe aux besoins de chaque cas oarticulier. Dans une forme préférée de réalisation selon l'invention, la paroi de chauffe comporte, aboutissant aux parements des parois, des briques en boutisse ou des briques de tête de boutisses présentant, pour ltinsertion d'autres briques en boutisse, des faces d'arrêt faisant entre elles un certain angle. Les faces arrêt des briques superposées des boutisses sont prévues décalées d'un niveau au suivant; on arrive ainsi à réaliser le liaisonnement correct des briques. Pour obtenir également un liaisonnement correct avec les deux lignes de briques en parement, les briques en boutisse ou les têtes de briques en boutisse avoisinant celles de parement s'insèrent de préférence, au moins en partie, dans les lignes de briques de parement. Les carneaux ménagés dans une paroi de chauffe communiquent entre eux par des orifices de passage de fumées. La com.,unica- tion est réalisée dans chaque cas oarticulier en fonction du type de chauffage voulu. Mais on garde la Do:sibilité de réaliser des transferts de fumée d'une paroi de chauffe à ltautre en passant par les chambres. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation avec différentes variantes possibles, donné à titre d'exemple en référence aux dessins annexés, dans lesquels: La Figure 1 est une vue en couDe, suivant la ligne I-I de la Figure 3, d'une paroi de four à coke; La Figure 2 est une vue en coupe analogue à celle de la Figure l, mais où les carneaux sont de forme différente; La Figure 3 est une vue en coupe d'un carneau de chauffage, suivant la ligne III-III de la Figure 1; La Figure 4 est une vue en plan d'un lit de paroi de chauffage; La Figure 5 est une vue en plan analogue à celle de la Figure 4, d'une variante de réalisation; La Figure 6 est un schéma de chauffage par gaz riche et gaz pauvre;; La Figure 7 est un schéma de chauffage de four à coke compound divisé-par moitié; La Figure 8 est un autre schéma de chauffage. Deux chambres 2, 3 d'une batterie de fours à coke sont séDarées Dar une oaroi de chauffe 1. A leurs faces frontales, les chambres de four 2, 3 sont fermées par des tampons de porte 4. La chambre de four 2 est bordée par la face de paroi 5 et la chambre 3 par la face de paroi 6 de la paroi de chauffe 1. Dans la Daroi 1 passent plusieurs carneaux 7, 8. A la Figure l, les carneaux ont une vue en pln de forme triangulaire isocèle à angles aigüs. Les carneaux 7, 8 présentent des faces limitrophes 9, 10, Il. La face limitrophe 9 des carneaux 7 qui correspond à la base de la section triangulaire isocèle des carneaux 7 borde la face de paroi 5. La face limitroohe 9 des carneaux 8 borde la face de paroi 6,. Les faces limitrophes 9 sont parallèles aux faces de paroi 5 ou 6. Les deux autres faces limitrophes 10, 11 convergent en formant un dièdre aigu. Elles correspondent aux côtés égaux de ladite section triangulaire isocèle.Les tarties de paroi comprises entre les parements 5, 6 et les faces limitrophes 9 des carneaux 7, 8 sont constituées par des lignes de briques en rarement 12, 13. Entre ces lignes 12, 13 et les faces limitrophes 10, 11 courent les boutisses 14. Comme le montre le dessin, les boutisses 14 sont due section plus fortes que les parements 12, 13. A la Figure 2, on a représenté des carneaux 7, 8 dont des se-ctions des faces limitrophes 10, 11 convergent l'une vers l'autre. Dans la forme de réalisation de la Figure 2, les boutisses 14 sont de section tolus forte qu'à la Figure 1. Dans la couDe verticale de la Figure 3, on a représenté la sole 16 limitant inférieurement les chambres 2, 3 et le plafond 17 les limitant supérieurement. Au fond des carneaux sont disposées des briques 18 pourvues-de buses 19. De oréférence, les buses 19 des carneaux 7, 8 sont en ligne (voir Figure 1), maiselles peuvent aussi être décalées l'une par rapport à l'autre. Dans les carneaux débouchent, en outre, des conduits d'admission de gaz et d'air 20, 21. Dans le dièdre aigu des carneaux débouche encore une cheminée supplémentaire de prise d'air 22. Cette cheminée, grace 3 une paroi 23, débouche à une certaine hauteur pour permettre un chauffage à deux niveaux. Pour permettre une distribution d'air dans les espaces intermédiaires, ladite paroi peut etre interrompue par endroits. A leur partie supérieure le carneau 8 débouche dans un orifice de fumée 24, le carneau 7 dans un orifice 25 de passage de fumée. Aux Figures 4 et 5, on a reorése-nté en détail le mode de construction des lignes de briques en parement et en boutisse. Les briques en boutisse 26 et les briques de tête en boutisse 27' ou bien uniquement les briques de tête en boutisse 27 sont disposées en plusieurs lits. Ces lits sont décalés l'un par rapport à l'autre de façon que les briques en boutisse 26 et les briques de texte en boutisse 27' ou bien uniquement les briques de tête en boutisse 27 viennent à se superposer. A la-Figure 4, les briques de tête en boutisse 27 présentent des faces d'arrêt 28, 29 faisant entre elles un certain angle. Entre chacune des faces d'arrêt 28, 29 de deux briques de tête en boutisse 27 opposées l'une à l'autre, est disposée une autre brique en boutisse respectivement 30, 31. Dans chaque lit, les mêmes briques de tête en boutisse 27 se répètent dans chacune des mêmes lianes de briques en parement 12 ou 13. A la Figure 5, les briques en boutisse 26 présentent des faces d'arrêt 28, 29 faisant entre elles un certain angle, mais non les briques de tête en boutisse 27' qui n'ont qu'une face d'arrêt 28' plane. Ici les faces d'arrêt adjacentes 32, 33, faisant entre elles un certain angle, sont prévues sur les briques en boutisse 30' ou 31'. Les briques en boutisse 26 et les têtes de briques en boutisse 27' alternent ici dans chacune des deux lignes de briques de parement 12 ou 13. Les faces d'arrêt des briques superposées verticalement dans les différents lits sont décalées l'une de l'autre de façon qu'au total les boutisses orésentent un liaisonnement correct. Du fait de l'insertion des briques 26 et 27 (27') dans les lignes de briques en parement 12, 13, est assuré en meme temps le liai sonnement correct avec ces lignes de parement. Les briques 26, 27 (27'), 30 (30') et 30 (31') présentent sur leur face supérieure rainure et languette, de sorte qu'elles sont suoerposées et fixes. Aux Figures 6, 7 et 8, on a représenté différents schémas possibles de chauffage des carneaux décrits ci-dessus. A la Figure 6, les carneaux 7 ou 8 sont jumelés et chauffés suivant le système à renversement par couple de carneaux, ce qui veut dire qu'à tout moment la combustion n'a lieu que dans la moitié des carneaux 7, 8. Les gaz brûlés sont conduits par l'orifice de transfert des fumées 25 ou 24 dans le carneau voisin 7 ou 8 où ils circulent de haut en bas. La chambre de four 2 est chauffée au gaz pauvre. Pour ce faire, du gaz pauvre venant de régénérateurs G (représentés en traits pointillés) par des orifices d'admission de gaz 20 et de l'air venant de régénérateurs L par des orifices d'admission d'air 21 arrivent dans le carneau 7.Par les orifices 20, 21 du carneau voisin les gaz brulés sont envoyés dans les régénérateurs de gaz brûlés A. A la Figure 6, la chambre de four 3 est chauffée au gaz riche, admis par la buse 19, auquel cas de l'air est admis dans les carneaux 7 ou 8 intéressés par les deux orifices d'admission 20, 21. Au bout d'un certain temps les sens de circulation des fluides sont inversés, de façon que les carneaux précédemment en combustion deviennent des carneaux descendants par lesquels sont évacués les gaz brûlés. A la Figure 7 est représenté le schéma de chauffage dans le cas d'un four compound divisé par moitié. A la Figure 8 est représenté un autre schéma de chauffage où, au sein d'une même paroi de chauffe, les orifices de transfert de fumées conduisent celles-ci d'un carneau 7 à un carneau 8 voisin ou vice versa. Les schémas de chauffage des Figures 6 et 7 sont particulièrement indiqués dans le cas de chauffage programmé où des chambres de four adjacentes sont à chauffer à des degrés différents, pour que les carneaux bordant une- chambre transfèrent leur chaleur essentiellement à ladite chambre et non de part et d'autre aux deux chambres voisines. On peut manifestement réaliser la paroi de chauffe décrite de multiples façons différentes. C'est ainsi que l'on peut faire varier les valeurs des sections intérieures d'un carneau à l'autre en fonction des conditions de combustion qui leur sont propres, et sans réduire pour cela la résistance de la paroi. On peut aussi faire varier dans une large mesure la forme de section des carneaux, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDI5ATIONS 1.- Paroi de chauffe de four à coke, dont une face borde une chambre du four et l'autre face une chambre adjacente et dans laquelle suassent plusieurs carneaux de chauffage, cara- térisé en ceci que chaque carneau (7, 8) présente une face limitrophe (9) parallèle à une face de paroi (5, 6) et borde celleci, Que les autres faces limitrophes (10, 11) de chaque carneau convergent vers l'autre face de paroi (6, 5), et que les carneaux bordent gar leuraface limitrophe (9) parallèle à une face de paroi (5, 6) alternativement l'une et l'autre de ces faces. 2.- Paroi de chauffe selon la revendication 1, caractérisée en ceci que les carneaux (7, 8) ont une section triangulaire. 3.- Paroi de chauffe selon la revendication 1, caractérisée en ceci que les carneaux (7, 8) ont une section hexagonale. 4.- Paroi de chauffe selon la revendication 2, caractérisée en ceci que la section triangulaire a des angles aigus. 5.- Paroi de chauffe selon la revendication 4, caractérisée en ceci que la section triangulaire est isocèle. 6.- Paroi de chauffe seLon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ceci qu'unie buse (19) est disposée dans le dièdre ooposé à la face limitrophe (9) de chaque carneau (7, 8). 7.- Paroi'de chauffe selon la revendication 6, caractérisée en ceci que les buses (19) des carneaux (7, 8) sont disposées sur une ligne parallèle aux faces de paroi (5, 6) ou bien décalées symétriquement par rapport à la ligne médiane de la paroi de chauffe. 8.- Paroi de chauffe selon ltune des revendications 1 à 7, caractérisée en ceci qu'une cheminée de prise d'air (22) est disposée dans le dièdre opposé à la face limitrophe (9). 9.- Paroi de chauffe selon la revendication 8, caractérisée en ceci que la cheminée de prise d'air (22) débouche dans le carneau à un certain niveau au-dessus de la sole (16) du four. 10.- Paroi de chauffe selon l'une des revendications I à 9, caractérisée en ceci que des carneaux voisins (7) ou dés carneaux voisins (8) communiquent entre eux par des orifices-de transfert de fumées (25, 24). Paroi Paroi de chauffe selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ceci que les carneaux adjacents (7, 8) commu- niquent par des orifices de transfert de fumées (25'). 12.- Paroi de chauffe selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ceci que sont prévues des briques en boutisse (26) présentant des faces d'arrêt (28, 29) convergentes et faisant entre elles un certain angle et contre lesquelles viennent s'abouter d'autres briques en boutisse (30', 34). 13.- Paroi de chauffe selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée en ceci que sont prévues des briques de tête en boutisse (27) présentant des faces d'arrêt (28, 29) convergentes et faisant entre elles un certain angle et contre lesquelles viennent s'abouter d'autres briques en boutisse (30, 31). 14.- Paroi de chauffe selon l'une des revendications 1 à 13, 'caractérisée en ceci que sont prévues des briques de tête en boutisse (27') présentant une face d'arrêt (28') contre laquelle vient s'abouter une autre brique en boutisse (30'). 15.- Paroi de chauffe selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisée en ceci qulentre deux briques en boutisse adjacentes (30', 31') sont prévues deux faces d'arrêt (32, 33) con vergences et faisant entre elles un certain angle. -16.- Paroi de chauffe selon l'une des revendications 12 à 15, caractérisée en ceci que les briques en boutisse (26) et les briques de tête en boutisse (27, 27') s'insèrent dans les lignes de briques en parement (12, 13), qu'entre les briques de tête en boutisse (27 ou 27') viennent s'intercaler les autres briques en boutisse (30, 31 ou 30i, 31'), qu'èntre-les briques de tête en boutisse (27') et les briques en boutisse (26) viennent s'inter- caler les autres briques en boutisse (30'), et qu'entre les briques en boutisse (26) viennent s'intercaler les autres briques en boutisse (34). 17.- Paroi de chauffe selon ltune des revendications 1 à 16, caractérisée en ceti que les carneaux (7, 8) sont conçus pour être chauffés au choix soit au gaz riche, soit au gaz pauvre. 18.- Paroi de chauffe selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisée en ceci que les carneaux (7,8) sont chauffés suivant un orogramme.