Brevet FR2430455A1 — publié le 19800201

L'invention se rapporte à la disposition des brûleurs et du carneau des gaz d'échappement dans un four pit de réchauffage de lingots. Les fours pits utilisant un combustible et mis en oeuvre en sidérurgie des métaux ferreux pour le réchauffage de lingots avant leur transformation à chaud à l'usine dans des laminoirs lourds à blooms ou brames se divisent en deux catégories du point de vue des brûleurs et de l'évacuation des fumées, à savoir les fours à brûleur unique et les fours pits à deux brûleurs. Un ancien type de four pit à deux brûleurs se présentait en général sous forme de four à deux chambres, à sole à base rectangulaire ou carrée et à deux brûleurs montés en diagonale à la partie supérieure de cloisons extrêmes se faisant face. Les gaz d'échappement ou fumées ont été dans ce cas soutirés par des évacuations se trouvant dans la partie inférieure des deux cloisons dans lesquelles les brûleurs étaient installés.Bien que les réchauffeurs de gaz peu coûteux, destinés à ce type de fours pits, aient autorisé un réchauffage relativement fort de l'air comburant, on a cessé peu à peu de construire des fours de ce type en raison des exigences croissantes concernant la vitesse et l'uniformité du réchauffage ainsi que l'abaissement des pertes au feu du métal et surtout en raison de l'insuffisance de l'étanchéité du système hydraulique des réchauffeurs de gaz réalisés en céramique et incapables de faire face à la technique de mesure et de réglage en rapide évolution. Le développement et l'utilisation d'aciers réfractaires et résistant aux températures élevées dans les réchauffeurs métalliques à convexion et radiation ont conduit à faire évoluer les fours pits à deux brûleurs en un type à deux chambres courtes dans les cloisons extremes opposées desquelles ont été montées axialement des paires de brûleurs, les fumées étant soutirées dans les deux cloisons des chambres du four sur lesquelles les brûleurs ont été montés.L'élévation du nombre des brûleurs, la modification de la disposition dans l'espace du four et l'utilisation de réchauffeurs métalliques à régulation intégrale du réchauffage pendant les deux phases ont eu une influence favorable sur l'élévation de la capacité, l'abaissement de la consommation de combustible, l'abaissement de la perte au feu et l'uniformisation de l'intensité du réchauffage à la tête et au pied des lingots placés sur le fond du four pit. Un inconvénient de cette solution réside dans le fait que ces fours sont petits pour les usines sidérurgiques actuelles, car l'intensification de l'utilisation des procédés destinés à conférer la forgeabilité aux métaux et la grande fréquence des passes des laminoirs à blooms ont mis les fours pits à une position clé qui détermine la concentration possible du nombre des passes du flux de matière dans l'usine. Les inconvénients dus à l'insuffisance de la capacité des types mentionnés des fours pits à deux brûleurs sont éliminés partiellement par un four pit à brûleur unique, en général de grand volume, dont la sole est de forme bien rectangulaire et qui comporte un carneau et un ou plusieurs brûleurs dans la paroi extrême, le système d'évacuation des fumées ainsi que le ou les brûleurs se trouvant dans la même cloison. La combustion a lieu à un niveau relativement élevé, au-dessus de la tête des lingots placés sur le fond de la chambre ayant une grande hauteur. La flamme descend le long de la cloison arrière et retourne vers le pied des lingots placés dans la chambre, les fumées retournant à ce niveau vers la cloison comportant le ou les brûleurs et le long de laquelle ils quittent la chambre par un carneau se trouvant à la partie inférieure.Ce mode d'exécution permet un gain considérable de la surface de la sole avec des frais d'investissement relativement faibles, de faibles pertesde chaleur lors du transfert de la charge sur le train de rouleau et des réserves relativement grandes de chaleur, compte tenu de l'importance du tonnage. La grande hauteur de l'espace compris entre le pied des lingots et le niveau inférieur du couvercle du four pit a élevé considérablement l'épaisseur de la couche des fumées chaudes qui participent dans une large mesure au transfert de chaleur par rayonnement à l'intérieur du four. Ce facteur a eu d'une part un effet favorable sur le flux de chaleur dans la direction de la longueur de la sole, en ce qui concerne l'uniformité, mais d'autre part les différences de température se sont toutefois accentuées entre la tête et le pied der lingots.Ce type de four n'a donc pas une capacité optimale et ne présente pas des paramètres favo rabes technico-économfflques Le four pit selon l'invention, destiné au réchauffage de lingots et comprenant deux brûleurs ou davantage disposés sur les cloisons des chambres se faisant face élimine les inconvénients mentionnés de l'art antérieur ; selon une particularité essentielle du four pit de l'invention, chacune de ces chambres comprend un ou plusieurs carneaux à gaz ou fumées dans une unique cloison. Les avantages de l'invention résident dans le fait que les fours existant dans les anciennes exploitations, donc dans des halles existantes, peuvent être transformés avec une relative facilité et à peu de frais en ce type dans les cas où l'augmentation de la surface de la sole des chambres ne laisse pas une place suffisante pour permettre le montage de carneaux sur les cloisons opposées de chacune des chambres et pour le montage de deux récupérateurs de chaleur. Lorsque des brûleurs convenables (en général à grande vitesse) sont utilisés dans ce four pit de réchauffage, celui-ci a une grande capacité, les pertes au feu sont faibles, les pertes de chaleur sont peu importantes et la régulation automatique est peu compliquée. Le réchauffage de la charge est très régulier aussi bien dans la direction de la longueur de la sole que sur la hauteur des chambres. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure 1 est une coupe longitudinale très schématique de la chambre d'un four pit selon l'invention ; et la figure 2 est un schéma en plan de la disposition d'ensemble d'un four pit à dieux chambres et en représente les carneaux des gaz d'échappement, les brûleurs, les réchauffeurs de gaz et la cheminée. Les chambres 1, 2 sont équipées de brûleurs 7, 8, 9, lo à la partie supérieure de leurs cloisons 3, 4, 5, 6. Des évacuations ou carneaux il, 12 par lesquels les fumées sont dirigées dans une cheminée 15 par l'intermédiaire de réchauffeurs 13 et 14 sont disposés à la partie inférieure des cloi sons 3 et 6. Le système adopté des brûleurs de l'exemple représenté de réalisation est symétrique : deux brûleurs 7, 9 sont disposés dans la cloison 3 ou 5 de la chambre 1 ou 2 en face de deux brûleurs 8, lo disposés dans la cloison 4 ou 6. Mais il est aussi possible, conformément à l'invention, de disposer un brûleur sur une cloison latérale quelconque et deux brûleurs ou davantage sur la cloison opposée. Il n'est pas essentiel pour l'invention que les brûleurs soient sur les cloisons les plus étroites, mais il est uniquement essentiel qu'ils soient placés sur des cloisons opposées des chambres et que le circuit d'évacuation des gaz soit logé dans une seule des quatre cloisons verticales ; le fait que les gaz soient évacués par la cloison comportant les brûleurs ou par une cloison latérale n'a par ailleurs aucune importance. Le principe des évacuations ou carneaux 11, 12 doit être compris dans le sens le plus général et ces évacuations peuvent aussi être éventuellement formées de plusieurs passages réalisés dans une cloison unique. REVENDICATION Four pit de réchauffage de lingots, comprenant deux brûleurs ou davantage placés sur deux cloisons opposées des chambres, caractérisé en ce que chaque chambre (1 2) du four pit comporte une ou plusieurs évacuations des gaz (11, 12) qui sont disposées dans une unique cloison de chaque chambre (1, 2).