Brevet FR2418429A1 — publié le 19790921

La présente invention concerne un dispositif d'injection de vent chaud pour fours à cuve, comprenant une conduite circulaire d'alimentat GE, ue couronne de tuyères montéesdans la paroi du four et une série de porte-vent reliant chacune des tuyères à un raccord correspondant prévu sur la conduite circulaire. Quoique r'y étant pas limitée, l'invention concerne notamment des dispositifs du genre ci-dessus pour des fours du type dit "à pyrolyse" ou "pyrofusion" pour l'incinération d'immondices. Pour ce type de four on a, jusqu'à pressent, repris les porte-vent développés pour les hauts-fourneaux comme, par exemple, le porte-vent du type proposé dans le brevet français 7 014 266, type devenu classique entretemps. Ces porte-vent sont généralement composes de plusieurs éléments tubulaires articulés entre eux. Outre ces articulations il est généralement prévu une articulation entre le porte-vent et la tuyere. Ces articulations sont absolument indispensables pour réaliser les compensations rendues nécessaires par les déformations thermiques, aussi bien du porte-vent que de la conduite circulaire du four proprement dit et, dans une mesure moindre, par les imprécisions de montage et de fabrication. L'un des objectifs essentiels à considerer lors de la conception d'un porte-vent est, à part celui d'être bon marché, de garantir une faible chute de température du vent entre la conduite circulaire et la tuyère, quel que soit le type de four. Or, la nécessité de prévoir des points d'articulation et, par conséquent des interruptions dans le revêtement réfractaire est difficilement compatible avec l'objectif précité, d'autant plus que le progrès technique a entraîné une sérieuse augmentation de la tempe- rature et des pressions du vent chaud, notamment en ce qui concerne les porte-vent des hauts-fourneaux.Pour ces derniers, on s'est, de ce fait, contenté d'une solution de compromis entre ces différents critères et le besoin de réduire, autant que possible, le prix de revient du porte-vent. Cette solution de compromis est constituée, d'après le brevet sus-mentionne', par des compensateurs à soufflets et des connections à cardans au niveau des articulations. En outre, on a eu recours à des astuces d'isolation eozne, par exemple, des oints en "cascade" bourres de matière réfractaire compressible, crans de protection thermique , pour protéger les compensateurs 5 soufflets d'une part et éviter les fuites thermiques, d'autre part. @@ but de la préssente invention est de prévoir un nouveau dispositif d' ingection de vent chaud du genre décrit dans le préambule @t ui réponde aux critères essertiels définis ci-dessus, autrement dit de proposer un dispositif d'injection de vent chaud qui assure un minimum de perte de température entre la conduite circulaire et la tuyère et qui soit en même temps simple et bon marché et qui nécessite peu d'entretien. Pour atteindre cet objectif, le dispositif selon l'in- vention est essentiellement caractérisé en ce que les porte-vent sont constitués par une pièce coudée rigide reliée rigidement par ses extrémités opposées respectivement à la tuyère et au raccord correspondant et en ce que ce dernier est fixé à la conduite circulaire moyennant une tôle flexible et étanche. Cet@e tôle peut être soudée à l'enveloppe métallique extérieure de la conduite circulaire et au raccord. Selon un autre mode de réalisation, l'enveloppe métallique présente, sur une surface annulaire autour de ce raccord, une épaisseur plus faible qu'ailleurs, de manière à pouvoir subir des déformations élastiques. Cette surface annulaire de 1 t enveloppe est avantageusement recouverte du côté intérieur d'une nappe, également de forme annulaire, composée d'un matériau réfractaire élastique. Les déformations que peut subir cette tôle flexible permettent la compensation des variations angulaires du porte-vent résultant des déformations thermiques. Il n'est donc plus néces saire de prévoir tes articulations dans le porte-vent et entre celuI-ci et la tuyère, de sorte que le revêtement réfractaire intérieur peut Être prolongé, de manière ininterrompue, de la conduite circulaire jusqu'à la tuyère et assurer un minimum de perte de température du vent. Selon ne caractéristique essentielle de 11 invention, la conduite circulaire est montée à proximité immédiate de l'orifice des tuyères, ce qui permet de réduire, de manière non négligeable, la longueur du porte-vent. Ce rapprochement de la conduite circulaire de la tuyère et le raccourcissement du porte et a deux conséquences favorables en ce qui concerne les défor rations. D'abord celles-ci sont réduites étant donné que les dilatations et contractions thermiques sont rites proportionnelle r::nt avec la longueur du porte-vent. En outre, l'effet de ces déformations est réduit dans la même proportion. I1 en résulte que les déformations que subissent la tole flexible et le raccord, sont, en fait, très faibles, ce qui permet justement de prévoir la compensation de touts les déformations au moyen de cette tôle et la suppression des articulations dans le porte-vent et entre celui-ci et la tuyère. La suppression des articulations évite des fuites thermiques et garant, non seulement un minimum de chute de température du vent entre la conduite circulaire et la tuyère, mais en meme temps une meilleure protection de l'enveloppe métallique extérieure du porte-vent ainsi qutune diminution des risques d1acci- dents causés par des rites. L'effet cumulatif de la suppression des articulations ainsi que de tous les accessoires impliqués par celles-ci et le raccourcissement de la longueur du porte-vent@entraîne une diminution considérable, non seulement du coût de fabrication, mais également des frais d'entretien ultérieurs. Le dispositif d'injection selon l'invention convient particulièrement pour des fours à pyrolyse car celui-ci permet de rapprocher la conduite circulaire des tuyères et le raccourcissement des porte-vent. En effet, contrairement aux hauts-fourneaux, l'espace autour de la base du four n1 est pas encombrée par plusieurs trous de coulée et les installations des machines auxiliaires néces- sitées par ceux-ci. I1 est néanmoins évident que, dans la mesure où la conduite circulaIre peut Être rapprochée suffisamment des tuyères, le dispositif selon llinvention est également applicable aux hauts-fourneaux et à d'autres types de fours à cuve. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'un mode de réalisation avantageux donné ci-dessous à titre d'exemple non limitatif, en référence à la figure unique qui représente une vue schématique en section verticale d'un dispositif d'injection selon l'invention. Le dispositif d'injection de vent chaud, représenté dans son ensemble par la ret. 6 sur la figure sert à l'alimentation d'une tuyèere 8 montée dans la paroi réfractaire 4 d'un four à cuve 2. Ce dispositif comporte essentiellement une conduite cir claire 10 entourant le four 2 et reliée par une série de raccords 14 et de porte-vent 12 à chacune des tuyeres 8 montées dans la paroi 4 du four 2. La conduite circulaire est constituée, de façon connue en soi, d'une enveloppe en tôle d'acier 20 garnie intérieurement d'une matière isolante 16 garrie à son tour intérieurement d'un revatement réfractaire 18. Le raccord 14 et le porte-vent 12 sont également constitués par une enveloppe en tôle d'acier 22 garni d'un revêtement réfractaire intérieur 24. Selon l'une des caractéristiques essentiel es de l'invention, le porte-vent 12 est constitué d'une seule pièce dépourvue d'articulations et de joints et reliée, d'une manière rigide mais démontable, au raccord 14 et à la tuyère correspon- dante 8. La liaison entre la tuyère 8 et le porte-vent 12 est réalisée avantageusement au moyen dune fixation 26, connue en soi, permettant le rattachemoeqt ùe l'extrémité du porte-vent 12 à la paroi 4 du four. Cette fixation du porte-vent 12 à la paroi 4 garantit en meme temps la fixation de la tuyère 8 par rapport à la paroi 4. La fixation entre le raccord 14 et la conduite circulaire 10 est réalisée au moyen d'une tôle flexible 28. Cette tôle flexible 28 présente une forme annulaire et s'étend tout autour de la périphérie du raccord 14. La tôle 28 peut être soudée à l'enveloppe 20 de la conduite circulaire 10 et au raccord 14. Elle peut également faire partie de cette enveloppe 20 et, dans ce cas, être formée par une réduction de l'épaisseur de cette enveloppe 20 dans la partie entourant le raccord 14. Ainsi, il est par exemplepossible, lorsque l'enveloppe 20 possède une épaisseur de 10 mm, de réduire son épaisseur à 4 à 5 mm dans la région annulaire établissant la fixation entre le raccord 14 et la conduite circulaire 10.Quelle que soit la façon dont elle est réalisée, la tôle 28 doit entre étanche et suffisamment flexible pour permettre des déformations élastiques résultant des déformations et allongements thermiques du porte-vent 12 et de la conduite circulaire 10. Sur la figure on a indiqué en trait interrompu la tôle 28 telle qu'elle se présente à l'état déformé par suite des variations di mensionelles. Ces déformations de la tôle 28 peuvent se produire également dans une direction perpendiculaire au plan de la figure, par exemple,par suite de déformations de la conduite circulaire 10 dans le sens axial. La tôle 28 est conçue de manière que ses déformations soient élastiques, c'est-à-dire que la tôle tend à reprendre sa position initiale lorsque l'effet ayecft provoqué sa déformation cesse. Pour assurer ce caractere des déformations et, en même temps, améliorer l'étanchéité et l'isolation thermique, il est préférable de prévoir entre cette tôle 28 et la matière isolante 16 de la conduite circulaire 10 une nappe annulaire 30 en maté rlau réfractaire élastique. Il est encore à noter cue les déformations de la tôle 28 représentées en trait interrompu sur la figure ont été exagérées par rapport aux autres dimensions. En fait, ces déformations sont tres faibles, de l'ordre de quelques milimètres, pour les raisons énoncées ci-dessus. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif d'injection de vent chaud pour fours à cuve, comprenant one conduite circulaire d'alimentation, une couronne de tuyères montées dans la paroi du four et une série de porte-vent reliant chacune des tuyères à un raccord correspondant prévu sur la conduite circulaire, caractérisé en ce que les porte- vent sont constitués par une pièce coudée rigide reliée rigidement par les extrémités opposées respectivement à la tuyère et au raccord cor respondant et n en ce cue ce dernier est fixé à la-conduite-circu- laire moyennant une tôle flexible et étanche. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ILdite tôle est une pièce distincte de forme annulaire soudée par son bord intérieur au raccord et par son bord extérieur a une enveloppe métallique extérieure ae la conduite circulaire. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé ce que ladite tôle fait tartie d'une enveloppe métallique extérieure de la conduite circulaire oui présente, dans la zone annu laire autour du raccord une épaisseur plus faible qu'ailleurs. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par une nappe de forme annulaire, composée d'un matériau réfractaire élastique disposé sur la surface intérieure de ladite tôle flexible. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractér se en ce que le porte-vent est fixé de manière rigide et démontable a la paroi du four et en ce que cette fixation coince la tuyère sur son siège, suivant le sens axial de celle-ci.