Brevet FR2519015A1 — publié le 19830701

La présente invention se rapporte à des fours à coke et elle a trait plus particulièrement à des garnissages de paroi de fours à coke. Dans la plupart des types de batteries de fours à coke horizontaux, une paroi chauffante contenant des carneaux de combustion verticaux est interposée entre deux chambres de cokéfaction adjacentes Il est connu que le taux de carbonisation dans ces chambres peut être amélioré par augmentation du taux de transmission de chaleur au travers des garnissages de paroi existant entre ces carneaux et les chambres du four Un moyen d'augmentation du taux de trans- mission de chaleur au travers de ses garnissages de paroi consiste évidemment simplement à réduire leurs épaisseurs. Cependant on a constaté que le degré de réduction des épais- seurs de ses garnissages était limité par l'obligation de maintenir certains niveaux de résistance structurale permet- tant d'absorber les pressions latérales pouvant être exercées sur ces garnissages par les charges de charbon se trouvant dans les chambres du four et par des charges se produisant en partie supérieure sous l'effet des wagons d'alimentation qui se déplacent en haut de la batterie En correspondance, on a proposé différentes conceptions qui ont pour objectif, au moins en partie, d'augmenter le taux de transmission de chaleur par augmentation de l'étendue de surfaces du garnis- sge de paroi sur sa surface qui est tournée vers le carneau chauffé Une telle conception est décrite dans le brevet US no 3 102 846 qui propose que des garnissages de paroi soient construits de telle sorte que des couches horizontales de briques ayant une épaisseur uniforme comprise entre 6,3 cm et 11,3 cm sont alternées verticalement avec des couches horizontales de briques ayant une épaisseur uniforme comprise entre 12,5 et 20 cm Bien que la conception mentionnée ci- dessus semble augmenter la surface sur le côté-carneau du garnissage de paroi de manière à augmenter le taux de trans- mission de chaleur tout en maintenant un degré imposé de résistance structurale dans le garnissage de paroi, on estime qu'on peut obtenir encore de meilleurs résultats avec une conception qui assure une augmentation de surface mais qui crée un petit degré de turbulence superficielle dans les gaz s'élevant dans le carneau tout en,évitant une turbulence plus importante dans la partie centrale du carneau L'inven- tion a en conséquence pour but de fournir une conception de garnissage de paroi de fours à coke qui permet d'obtenir une résistance structurale appropriée tout en augmentant simultanément au maximum le taux de transmission de chaleur au travers du garnissag 8 gtout en évitant une turbulence excessive dans le carneau. La présente invention concerne une paroi chauffante qui est interposée entre deux chambres adjacentes d'un four à coke dans une batterie de fours à coke horizontaux Ces parois de garnissage sont caractérisées par deux ensembles de rangées latérales de nervures disposées verticalement et qui sont dirigées vers le bas à partir de la surface, située côté- carneau du garnissage de paroi Dans le premier agencement, les nervures sont alignées latéralement et espa- cées l'une de l'autre de manière à former entre elles des zones évidées Au-dessus de cette rangée de nervures, il est prévu une rangée du second type qui présente également un alignement latéral semblable et un espacement mutuel mais qui est positionné de manière que des nervures de cette rangée soient alignées verticalement avec des évidements de la rangée située en-dessous Au-dessus de cette rangée du second type, il est prévu une rangée du-premier type, de sorte que ces rangées sont alternées sur toute la hauteur du garnissage de paroi Les nervures décrites cidessus ont de préférence une forme demi-cylindrique et elles ont un rayon d'environ 1,25 cm et une hauteur d'environ 12,5 cm. Cet agencement augmente la surface de carneau du garnissage de paroi d'environ 50 % par rapport à la valeur correspondant à une surface plane et-on estime encore augmenter le taux de transmission de chaleur en provoquant une faible turbu- lence superficielle dans le carneau sans engendrer une forte turbulence comme celle qui pourrait résulter d'une combustion prématurée de gaz combustibles dans les parties inférieures du carneau. D'autres avantages et caractéristiques de l'inven- tion seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: Fig 1 est une vue d'une paroi de four à coke correspondant à un mode de réalisation de la présente inven- tion, représentée en partie et en coupe horizontale, Fig 2 est une vue en coupe verticale d'une paroi de four à coke conforme à la présente invention, faite sui- vant la ligne II-II de la fig 1, Fig 3 est une vue en coupe partielle et à échelle agrandie, faite suivant la ligne III-III de la fig. 1,de la paroi de four à coke conforme à l'invention, et Fig 4 est une vue de détail de la partie de paroi du four à coke qui est située dans le demi- cercle IV sur la fig 1. Sur les dessins, on a désigné en son ensemble par une paroi chauffante intermédiaire de four à coke Cette paroi 10 se compose d'une façon générale de deuxparois de garnissage longitudinales 12 et 14 et de plusieurs parois d'entretoisement transversal 16,18 et 20 qui joignent les parois de garnissage de façon à définir plusieurs carneaux verticaux comme indiqué en 22 et 24 Deux autres carneaux de ce genre sont représentés partiellement et désignés par 26 et 28 Comme cela est bien connu, une combustion de gaz combustibles se produit dans ces carneaux de manière à produire de la chaleur qui passe au travers des parois de garnissage 12 et 14 pour assurer la carbonisation du charbon se trouvant dans les chambres adjacentes du four. En considérant particulièrement la fig 2, on voit que les parois de garnissage sont constituées de plusieurs couches de briques réfractaires, comme indiqué eir 30 et 32. Les figures 3 et 4 montrent qu'une brique 30 comporte sur sa surface adjacente au carneau 22, plusieurs nervures longi- tudinales espacées 34,36,38 et 40 La surface de la brique située côté-carneau est également caractérisée par plu- sieurs rainures verticales parallèles 42,44,46 et 48 Une brique 32 est incorporée dans la couche de briques en dessous de la brique 30 Cette brique est également caractérisée par un certain nombre de nervures verticales 50,52,54 et 56 et par quatre rainures verticales 58,60,62 et 64 Les figures 3 et 4 montrent également que, sur un côté de la rangée de nervures sur la brique 30, il est prévu une surface plane 66 et que, dans une zone adjacente à la rangée comportant la brique 32, il est prévu une surface plane 68 Dans le cadre de cette description, lesdites surfaces planes ainsi aue les rainures, puisqu'elles sont toutes placées en retrait par rapport aux nervures, seront désignées collectivement par l'expression "évidements" Ainsi on voit en référence à la fig 3 que les nervures 34,3 È,38 et 40 sont alignées vertica- lemement avec des évidements dans la rangée adjacente de nervures de la brique 32 En correspondance,les nervures 50, 52, 54 et 56 de la brique 32 sont alignées verticalement avec des évidements dans la rangée de nervures de la brique 30. Il est également à noter en référence à la fig 3 que la sur- face du garnissage de paroi 14 adjacente au carneau 22 est également caractérisée par d'autres rangées, alignées laté- ralement, de nervures verticales désignées dans leur ensemble par les références 70,72,74,76,80 et 82 En outre les nervures des rangées 70,74, 78 et 82 sont alignées verticalement avec des évidements des rangées 72, 76 et 80 En correspondance, des nervures des rangées 72,76 et 80 sont alignées verticale- ment avec des évidements des rangées 70,74,78 et 82. De préférence, les nervures décrites ci-dessus sont demi-cylindriques et ont un rayon d'environ 1,25 cm et une hauteur d'environ 12,5 cm Les briques 30,32 et d'autres briques correspondantes des autres couches ont de préférence une épaisseur d'environ 8,8 cm depuis les points bas de leurs rainures, comme indiqué en 42 et 58, jusqu'à leurs côtés adja- cents à la chambre de four. La paroi de garnissage décrite ci-dessus a, sur sa surface côté-carneau, une étendue supérieure d'environ % à celle d'une paroi de garnissage de surface plane corres- pondante En outre, on estime que cet agencement provoque la création d'une petite turbulence superficielle dans les gaz s'écoulant dans le carneau vertical 22 Cette turbulence superficielle a pour but d'augmenter le taux de transmission de chaleur au travers de la paroi de garnissage mais elle n'est pas suffisamment importante pour produire une combus- tion prématurée des gaz combustibles On se rend compte par conséquent qu'un garnissage de paroi de four à coke tel que celui décrit ci-dessus permet d'obtenir un fort taux de tranmission de chaleur mais possède également une, résis- tance structurale appropriée pour absorber les contraintes envisagées. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée au dispositif décrit et représenté et que diverses modifica- tions peuvent y être apportées sans sortir du cadre de l'invention. 6 2519015 REVENDICATIONS l.Paroi chauffante interposée entre deux chambres de cokéfaction adjacentes d'un four à coke dans une batterie de fours à coke horizontaux,comprenant deux parois de garnis- sage longitudinales espacées pourvues chacune d'une surface adjacente à un carneau et d'une surface adjacente au four, et des parois transversales intermédiaires servant à lier lesdites parois de garnissage et définissant avec elles des carneat X verticaux de combustion à l'intérieur de la paroi chauffante,caractérisée en ce qu'il est prévu: (a) une première rangée de nervures 34,36,38,40 disposées verticalement et dirigées vers le bas à partir de la surface, adjacente au carneau 22 d'au moins une des parois de garnissa- ge 14 et agencées de manière que lesdites nervures soient alignées latéralement et espacées l'une de l'autre pour défi- nir en elles des évidements 42,44,46,48,et (b)une seconde rangée de nervures 50,52,54,56 disposées verticalement,dirigées vers le bas à partir de ladite surface, adjacente au carneaudesdites parois de garnissage,lesdites nervures étant alignées latéralement au-dessus de la première rangée et étant espacées l'une de l'autre pour définir entre elles des évidements 58,60,62,64,et en ce que les nervures de la seconde rangée sont alignées verticalement avec les évidements de la première rangée de façon à créer une turbu- 1 ence superficielle dans les gaz montant dans le carneau. 2 Paroi chauffante selon la revendication lcaractérisée en ce qu'au moins une troisième rangée 70,74,78,82 de nervures disposées verticalement est dirigée vers le bas à partir de ladite surface, adjacente au carneau,de ladite paroi de garnissage et en ce que lesdites nervures sont espacées 230 de façon à définir des évidements et sont alignées latérale- ment au-dessus de ladite seconde rangée de telle sorte que lesdites nervures sont alignées verticalement avec les évide- ments de ladite seconde rangée de nervures. 3.Paroi chauffante selon la revendication 2,caractérisée en ce qu'au moins une quatrième rangée 72,76,80 de nervures disposées verticalement est dirigée vers le bas à partir de 2 5 1 9 O 1 5 ladite surface, adjacente au carneau, de ladite paroi de garnissag et en ce que lesdites nervures sont espacées et alignées latéralement au-dessus de ladite troisième rangée de manière que lesdites nervures soient alignées verticale- ment avec les évidements existant dans ladite troisième rangée de nervures. 4 Paroi chauffante selon la revendication 3, 66,68 caractérisée en ce que les deux surfaces/adjacentes au carneau sont recouvertes par des rangées, s'étendant latéralement, de nervures disposées verticalement, espacées l'une de l'autre pour définir entre elles des évidements et en ce que des ner- vures de rangées en alternance sont alignées verticalement avec des évidements d'une rangée adjacente. Paroi chauffante selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'il est prévu des rainures disposées verticalement entre au moins certaines desdites nervures. 6 Paroi chauffante selon la revendication 5, caractérisée en ce que lesdites nervures ont une forme demi- cylindrique. 7 Paroi chauffante selon la revendication 6, caractérisée en ce que lesdites nervures ont un rayon d'envi- ron 1,25 cm. 8 Paroi chauffante selon la revendication 7, caractérisée en ce que lesdites nervures ont une hauteur d'environ 12,5 cm. 9 Paroi chauffante selon la revendication 8, caractérisée en ce que lesdites rainures ont une profondeur radiale d'environ 1,25 cm. Paroi chauffante selon la revendication 9, caractérisée en ce que la distance la plus courte entre les surfaces côté-carneau et côté-four des parois de garnissage est d'environ 8,8 cm.