Brevet FR2572171A1 — publié le 19860425

La présente invention est relative à un procé- dé et à un dispositif destinés à être utilisés lors de l'installation de générateurs de plasma dans des fours à cuve, en particulier des générateurs de plasma du type comprenant des électrodes cylindriques entre lesquelles est engendré un arc électrique, les bases de l'arc étant astreintes à tourner au moyen de bobinages de champs électriques disposés autour desdites électrodes. Des générateurs de plasma peuvent être avanta- geusement utilisés à une échelle industrielle, par exem- ple dans les processus métallurgiques tels que la fabri- cation de métal dans des fours à cuve lorsqu'on fabrique des gaz de synthèse au moyen de la gazéification du car- bone dans la cuve, etc. Deux, trois ou même plus de trois générateurs de plasma sont habituellement utilisés simul- tanément dans un tel processus. Les générateurs de plasma doivent être régulièrement mis hors d'action pour changer les électrodes et pour une inspection générale ou autre. Il est évidemment indésirable d'arrêter le fonctionnement du four à cuve et on doit par conséquent faire passer le générateur de plasma en entrant et en sortant du four à cuve, à travers un dispositif de sas. Le générateur de plasma avec ses bobinages de champs disposés autour des électrodes nécessite un espace considérable ce qui signifie que les portes du sas doivent être grandes, ce qui entraine des problèmes d'étanchéité et complique sa construction dans la paroi du four à cuve. Les gaz chauds engendrés dans le générateur de plasma doivent être conduits loin dans le four, de façon caracté- ristique jusqu'à une profondeur de 100 à 300 mm à l'inté- rieur de la surface interne du chemisage. Dans de tels fours le chemisage présente normalement une épaisseur de 300 à 500 mm et si les gaz chauds doivent atteindre un point suffisamment loin dans le four, soit la cavité pour la porte du sas dans la paroi du four à cuve peut être réalisée grande et profonde, permettant ainsi au nez du générateur de plasma de s'étendre assez loin vers l'inté- rieur du four, soit une longue conduite refroidie par de l'eau doit être installée dans le four avant le géné- rateur de plasma pour conduire les gaz chauds plus loin dans le four. Ces deux solutions, qui peuvent également être combinées ont pour résultat des pertes de chaleur considérables. Des connexions pour l'eau de refroidisse- ment et pour l'électricité sont nécessaires pour les deux électrodes et les bobinages de champsetceci entraine des problèmes du fait que le nez du générateur de palsma doit être lisse pour permettre son passage en entrant et en sortant du four à travers le sas. Le but de la présente invention est ainsi de supprimer les inconvénients des installations de généra- teurs de plasma connus jusqu'à présent, par exemple pour les fours à cuve, et de fournir un procédé et un disposi- tif permettant un passage simple et fiable d'un généra- teur de plasma à travers un sas tandis que le four à cuve est en fonctionnement. Un autre but de l'invention est de fournir des moyens dans l'installation des générateurs de plasma, per- mettant d'utiliser une porte plus petite, qui peut ainsi être située plus proche de la paroi du four à cuve et facilite l'introduction du nez du générateur de plasma suffisamment loin dans le four, tout en permettant en même temps à la cavité dans la paroi du four d'être prévue plus petite. Les buts ci-dessus sont atteints au moyen du pro- cédé suivant l'invention, dans lequel au moins le bobinage de champ entourant l'électrode la plus proche du nez du générateur de plasma, avec ses connexions pour le refroi- dissement et l'électricité, est situé de façon permanente dans la paroi du four en conjugaison avec l'ouverture pour l'introduction du générateur de plasma dans le-four à cuve. Suivant un mode de réalisation de l'invention, la partie du générateur de plasma qui est fixée de façon permanente dans laparoi du four est ajustée en conjugal- son avec une tuyère. Il en résulte que le bobinage de champ9 qui en- toure normalement l'électrode avant avec ses connexions pour l0agent de refroidissement et l'électricité n'a pas besoin d18tre passé à travers la porte du sas avec le générateur de plasma et le nez de ce dernier peut par suite être réalisé parfaitement lisse; La porte du sas peut par conséquent être réalisée plus petite permettant une introduction simplifiée dans la paroi du four, qui permet automatiquement à son tour de faire passer le géné- rateur de plasma plus loin dans le four à cuveo. Les moyens destinés à etre utilisés pour llins- tallation d'un générateur de plasma dans un four à cuve lors de la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention comprennent un générateur de plasma comportant des élec- trodes cylindriques entre lesquelles est engendré un arc électrique9 des bobinages de champs refroidis par eau, dis- posés autour desdites électrodes pour astreindre les ba- ses de l'arc électrique à tourner, et une porte de sas agencée en conjugaison avec une ouverture dans la paroi du four pour l'introduction du générateur de plasma: ladite porte permettant un passage du générateur de plasma de façon étanche aux gaz, caractérisé en ce que le nez du générateur de plasma contient l'électrode aval et en ce que le bobi- nage de champ pour la rotation de la base aval de l'arc dans le générateur de plasma est fixé de façon permanente dans la paroi du four à curve avec ses connexions pour l'électricité et l'agent de refroidissement. Suivant un mode de réalisation du dispositif sui- vant l'invention, le bobinage de champ peut être disposé en conjugaison avec une tuyère. D'autres caractéristiques et avantages de!'in- vention apparaitront au cours de la description qui va suivre, faite en se référant au dessin annexé donné uni- quement à titre d'exemple et dans lequel la Fig.unique est une vue schématique en section d'une installation d'un générateur de plasma dans la paroi d'un four à cuve suivant l'invention. La Fig.l montre une partie d'une paroi d'un four à cuve, désignée dans son ensemble par la référence 1, comportant une enveloppe externe 2 en tôle et un che- misage interne 3 en matière réfractaire. Une cavité 4 est ménagée dans la paroi 1 du four, présentant une ouverture 6 pour recevoir une tuyère 5. La tuyère est refroidie par de l'eau et fait légèrement saillie au-delà de la surface interne de la paroi du four. Un bobinage électrique de champ 7 est disposé à l'intérieur de la tuyère. Le bobinage de champ 7 peut être réalisé sous la forme d'un ensemble unique avec la tuyère 5. Ceci offre l'avantage d'une alimentation con- jointe en agent de refroidissement et facilite également l'assemblage et le démontage. Une porte 8 de sas est disposée en face de la tuyère 5, et comporte un disque 9 formant porte, une collerette d'étanchéité 10 étant prévue devant le disque 9. Le dessin montre un générateur 11 de plasma avec son nez 12 et son bobinage de champ 7 introduit dans la tuyère 5. Le nez du générateur de plasma comprend éga- lement une électrode aval, non représentée au dessin, qui est refroidie par de l'eau. Lorsque le générateur de plas- ma se trouve dans sa position de fonctionnement introduite dans le four, le bobinage de champ électrique entoure ladite électrode, assurant ainsi la rotation désirée de la base inférieure de l'arc engendré dans le générateur de plasma. La collerette 10 d'étanchéité du sas 8 est agen- cée de façon étanche contre le générateur de plasma, en position de fonctionnement, et pendant l'introduction et le retrait du générateur. Le disque 9 est agencé de façon à fermer l'ouverture dans la collerette lorsque le géné- rateur est complètement retiré. On obtient des avantages importants par la possi- bilité de réaliser le nez du générateur de plasma lisse, et présentant un diametre minimal. La porte peut être relativement petite, la rendant ainsi considérablement meilleur marché et plus fiable. De plus elle peut être plus facilement construite dans la paroi du four, et la cavité 4 dans cette paroi, qui entoure l'ouverture 5, peut être plus petite. Du fait que la porte peut être pla- cée plus profondément dans la paroi du four, le généra- teur de plasma peut en conséquence être introduit plus loin dans ce dernier. Suivant une variante, le nez du générateur de plasma remplace la tuyère à refroidissement par eau. Dans ce cas, il est vital que le générateur de plasma puisse être introduit suffisamment loin dans le four afin d'éco- nomiser le chemisage et d'obtenir une répartition satis- faisante des gaz dans le four, qui est obtenue en utili- sant la présente invention. REVENDICATIONS 1- Procédé pour installer un générateur de plas- ma dans un four à cuve, en particulier des générateurs de plasma du type comprenant des électrodes cylindrique entre lesquelles est engendré un arc électrique, les bases de l'arc étant astreintes à tourner au moyen de bobinages de champs électriques disposés autour desdites électrodes, caractérisé en ce qu'au moins le bobinage de champ entou- rant l'électrode la plus proche du nez du générateur de plasma, est fixé de façon permanente avec ses connexions pour l'agent de refroidissement et l'électricité, dans la paroi du four en conjugaison avec l'ouverture pour l'in- troduction du générateur de plasma dans le four. 2- Procédé suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que la partie du générateur de plasma qui est fixée de façon permanente dans la paroi du four est ajus- tée en conjugaison avec une tuyère. 3- Procédé suivant l'une ou l'autre des reven- dications 1 et 2, caractérisé en ce que le nez du géné- rateur de plasma est disposé à travers une porte étanche aux gaz qui coopère avec l'extérieur du nez. 4- Dispositif destiné à ête utilisé pour la mise en oeuvre du procédé tel que défini suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, pour l'installation d'un générateur de plasma dans un four à cuve, dispositif comprenant un générateur de plasma (11) ayant des électrodes cylindriques entre lesquelles est engendré un arc, des bobinagesde champs refroidis par eau étant disposés autour desdites électrodes pour as- treindre les bases de l'arc électrique à tourner, et une porte de sas disposée en conjugaison avec l'ouverture dans la paroi du four pour introduire le générateur de plasma, ladite porte permettant un passage du générateur de plasma de façon étanche aux gaz, caractérisé en ce que le nez (12) du générateur de plasma (11) contient l'électrode aval, et en ce que le bobinage de champ (7) pour faire tourner la base aval de l'arc dans le générateur de plasma est fixé de façon permanente dans la paroi 3 du four à cuve. - 5- Dispositif suivant la revendication 4, carac- térisé en ce que le bobinage de champ (7) est agencé en conjugaison avec une tuyère (5) 6- Dispositif suivant la revendication 5, carac- térisé en ce que le bobinage de champ (7) est combiné avec la tuyère (7) de façon à former un ensemble unique.