Brevet FR2375561A1 — publié le 19780721

La présente invention concerne un four industriel, notamment un four a sole mobile, comportant des éléments de structure parcourus par un agent réfrigérant. Les fours a sole mobile, également désignes par fours à longerons mobiles, servent -réchauffer des brames, des-plaques, des tôles, etc. pour un traitement ultérieur. Ainsi, par exemple, la brame est convoyée à travers le four en direction longitudinale par des opérations successives de levage, de deplacement et d'abaissement. Pour. le levage et lue déplacement, on utilise des éléments de structure mobiles, qui peuvent être constitués par une paire de longerons mobiles et qui, alternativement, déposent la brame dans le four sur les éléments de structure fixes. Ces éléments de structure, et ce aussi ben les éléments de structure mobiles que les éléments fixes1 sont parcourus par un agent réfrigérant, un refroidissement par eau froide etant en général utilisé, et les éléments- refroidis mobiles étant reliés à un système d'alimentation fixe par des raccords de tuyaux flexibles. Dans le cas dlun refroidissement par eau froide, la chaleur évacuée avec l'eau est perdue. On connaît également des systèmes de refroidissement par vaporisation dans lesquels une partie de la chaleur de refroidissement est avantageusement -utilisée. L'eau de refroidissement traitée est ainsi par exemple amenée dans un circuit de refroidissement une pression de 32 Bar, avec une température d'ébullition de 2800C en-circulation forcée depuis un tambour de vapeur et à travers ces éléments de structure ainsi que d'autres parties à refroidir, par exemple des châssis de porte, une partie de l'eau se vaporisant. Le mélange eau-vapeur est recyclé dans le tambour de vapeur où l'eau et la vapeur se séparent.L'eau est renvoyée au système de refroidissement, tandis que la vapeur d'eau est fournie au réseau de l'usine. Une quantité d'eau d'alimentation de chaudière traitéecorrespondant à la quantité de vapeur, doit dans ce cas être renvoyée au tambour de vapeur. Les éléments refroidis mobiles sont dans ce cas articulés au système d'amenée fixe par l'intermédiaire d'articulations tournantes à tubes. L'inconvénient de cette solution réside dans le fait que, pour des pressions et des températures élevées des défauts d'étanchéité apparaissent au niveau des articulations tournantes à tubes. I1 s'ajoute à cela que le-frottement statique à surmonter pour chaque section de déplacement soumet à des contraintes très élevées le matériau d'étanchéité. La présente invention se-propose de réaliser un four industriel du type précité de telle manière que l'on puisse avoir, d'une part, les avantages du refroidissement par vaporisation (utilisation de la chaleur de refroidissement) et, d'autre part, les tuyaux de raccordement sans problèmes du refroidissement par eau froide. Cet objet est atteint selon l'invention par le fait-que les éléments de structure mobiles et les éléments de structure fixes sont disposés dans des circuits de refroidissement séparés et que les pressions d'agent réfrigérant et les températures dans le circuit de refroidissement pour les éléments mobiles sont maintenues plus faibles que celles dans le circuit de refroidissement pour les éléments de structure fixes, On est parti ici de la notion connue que pour une pression constante l'accroissement d'enthalpie de l'agent réfrigérant ne provoque aucun accroissement de température tant que tout le liquide ne se vaporise pas.Selon l'invention, les pressions et les températures de l'agent réfrigérant dans le circuit pour les éléments mobiles sont maintenues si faibles qu'aucun problème n'apparait aux raccords de tuyaux et que la sécurité de fonctionnement est garantie. Dans le deuxième circuit de refroidissement , fixe, se trouve réalisée la pression élevée nécessaire pour un utilisateur de vapeur. Chaque circuit selon l'invention fonctionne avec sa propre pompe de circulation. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le circuit de refroidissement pour les éléments de structure fixes est alimenté en mélange eau/vapeur du circuit de refroidissement pour les éléments de structure mobiles. Gracie à cette caractéristique, il s'effectue une compensation de la quantité de vapeur délivrée au réseau de l'usine par le circuIt de refroidissement pour les éléments fixes, une quantité d'eau d'alimentation correspondante étant fournie au circuit de refroidissement pour les éléments de structure mobiles. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention vont maintenant apparaître à la lumière de la description suivante d'un exemple de réalisation en se référant au dessin annexé, dans lequel la figure 1 représente schématiquement en coupe un four à sole mobile, les figures 2a et 2b représentent schématiquement une articulation tournante pour un élément de structure mobile, la figure 3 est un schéma par blocs illustrant l'exemple de réalisation. On a désigné par 1 dans la figure 1 un four à sole mobile représenté en coupe. La brame à réchauffer 2est disposée à l'intérieur d'une chambre constituée de matériau réfractaire et chauffée 3, dans laquelle pour des raiSons de clarté les brûleurs pour le gaz chaud ne sont pas représentés. Au fond de la chambre sont disposés des éléments de structure fixes 4 qui pénètrent dans l'espace 5. On-a-represente schématiquèment par les flèches 6 et 7 que les éléments de structure fixes sont parcourus par un agent réfrigérant. On les a désignés, dans leur ensemble, comme une sole fixe. Le fond de la chambre présente des orifices traversants qui guident les -éléments de structure mobiles 8.Ils sont disposés à l'extrémité inférieure dans un bâti mobile qui peut être déplacé dans une direction perpendiculaire au plan du dessin de telle manière que la brame puisse être soulevée, déplacée et à nouveau abaissee sur les éléments de structure fixes. De cette maniere la brame estdéplacée en cadence jusqulà la sortie du four à sole mobile. L'ensemble des éléments de structuremobiles, y-compris le système de transport lié à eux, est désigné comme sole mobile. Les éléments de structure mobile sont de la même manière parcourus par un agent réfrigérant. Cela est représenté schématiquement par les flèches 9 et 10. L'élément de structure mobile désigné par 11 est représenté en coupe et montre le sens de l'écoulement de 1' agent réfrigérant. Le système de conduites tubulaires pour la sole fixe .et la sole mobile est misez place dans l'espace 5 et pour une plus grande clarté du dessin n'a pas été représenté. Dans la figure 3, on a désigné par 8 les elements refroidis mobiles et par 4 les éléments refroidis fixes, ces éléments ayant été représentés schématiquement sous la forme de deux groupes distincts pour la clarté du dessin. Les raccords mobiles des éléments refroidis 8 à leur circuit de refroidissement associé sont représentés par les raccords de tuyaux 15 et 16. Ces raccords de tuyaux sont réalisés de façon bien plus simple que l'articulation tournante à tubes de la figure 2a-Par l'intermédiaire d'une soupape de retenue 17, l'veau d'alimentation est amenée au système de refroidissement pour les éléments de structure mobiles. Dans la conduite 18, entre cette soupape de retenue 17 et les raccords de tuyaux 15, se trouve-disposée une soupape de régulation de pression 19, qui maintient à une valeur constante relativement faible la pression dans la partie du circuit qui comprend les raccords de tuyaux. Une pompe de circulation 20 sert à maintenir le débit d'agent réfrigérant dans ce circuit par l'interme- diaire d'un étranglement 21 et à assurer un refroidissement efficace pour une vitesse élevée d'écoulement de l'eau de refroidissement. D'autre part, la pompe de circulation 20 alimente en mélange eau/vapeur produit dans les éléments refroidis 8, selon les besoins, le circuit de refroidissement de la sole fixe par l'intermédiaire d'une soupape de régulation 22 dans le tambour de vapeur 23.La soupape de régulation 22 fait partie de la régulation de niveau d'eau du tambour de vapeur 23. Dans le circuit de refroidissement de la sole fixe qui est alimenté au moyen de la pompe de circulation 24 se trouvent les éléments refroidis 4 dans lesquels la vapeur est produite. Dans le tambour de vapeur 23 la vapeur saturée s 'échappe du mélange eau/vapeur et est amenée au réseau de l'usine au travers d'une soupape de régulation de pression 26 et d'un surchauffeur de vapeur 25. On a représenté dans la figure 2a un raccordement pour un élé- ment de structure mobile au système de refroidissement, sous la forme d'une articulation tournante à tubes 12, 13, 14, en soi connue, qui montre la complexité de tels raccords. Les flèches montrent la direction d'écoulement de l'agent réfrigérant. La figure 2b représente le diagramme de déplacement de l'articulation tournante à tubes lors du transport d'une brame vers le poste de chauffage suivant dans un four à sole mobile. La marge de coopération des deux circuits se situe entre l'enthalpie de l'eau d'alimentation et l'enthalpie de la vapeur à une pression de 3 Bar. Cela signifie que les entrées de vapeur dans les deux circuits doiventêtre différentes et leur relation mutuelle doit également se modifier. Ainsi est possible la coopération des circuits de refroidissement-et les transferts favorables de chaleur dans les deux parties de la manière décrite selon l'invention. REVENDICATIONS 1. Four industriel/ notamment four à sole mobile, comportant des éléments de structure parcourus par un agent réfrigérant, caractérisé par le fait que les éléments de structure mobiles (8) et les éléments de structure fixes (4). sont disposés dans des circuits de refroidissement séparés etque les pressions d'agent réfrigérant et les températures dans le circuit pour les éléments de structure mobiles sont maintenues plus faibles que celles dans le circuit pour les éléments de structure fixes. 2. Four industriel selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le circuit de refroidissement pour les éléments de structure fixes est alimenté en mélange eau/vapeur du circuit de refroidissement pour les éléments de structure mobiles