Procédé pour le chauffage de fours, en particulier de fours à coke, et installation pour la mise en aeuvre de ce procédé. La présente invention comprend un pro cédé pour le chauffage de fours, en particu lier de fours à coke, et une installation pour sa mise en oeuvre. Suivant ce procédé, on introduit dans une première zone d'une cham bre de combustion, d'une part la totalité de l'un des deux éléments réagissants : air et combustible, et d'autre part, une partie seu lement de la quantité nécessaire de l'autre élément, le solde de ce dernier étant. intro duit dans la même chambre de combustion en au moins une place, sur le trajet des gaz produits par la combustion dans la première 'zone.
L'installation pour la mise -en couvre de ce procédé comprend des parois de chauffage comportant dans leur épaisseur des canaux sinueux formant chambre de combustion, des moyens étant prévus pour y introduire en une première zone la totalité de l'un des deux éléments réagissants et une partie de l'au tre, et en d'autres points le reste de ce dernier.
Le procédé peut être avantageusement employé à la carbonisation de la houille. On sait que chaque sorte - 'de charbon possède une température de carbonisation bien définie, et que, dans la fabrication du colle, l'obtention d'un coke de bonne qualité et de structure convenable exige que cette température soit atteinte à un moment déter miné de l'opération et maintenue le temps voulu.
Cette double condition peut être réalisée en opérant d'après le procédé au moyen d'un four dans lequel toute la masse de la ma tière à carboniser peut être chauffée unifor mément et portée à la température voulue dans un temps aussi court que possible, ce qui permet de régler l'opération avec toute la précision voulue.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution d'un tel four, constitué par des cornues juxtaposées en plus ou moins grand nombre.
Fig. 1 est une coupe transversale de deux des cornues, par un plan vertical mené par 1-1 de fig. 4 7 Fig. 2 est une coupe. semblable des mê mes cornues, mais par un plan mené par 2-2 de fig. 4 ; Fig. 3 est une coupe longitudinale par tielle par un plan vertical mené par 3--3 de fig. 1 ; Fig. 4 est une coupe semblable par un plan mené par 4-4 de fig. 1; Fig. 5 est une vue en plan des dispo sitifs situés dans la partie supérieure de fig. 1 ;
Fig. 6 est une vue latérale, et Fig. 7 est le plan de blocs réfractaires utilisés dans la construction des cornues. Dans ces figures, 8 et 9 sont deux cor nues contiguës, 10 et 11 leurs parois gauches et droites, parois qui comportent dans leur épaisseur des canaux 13 de circulation de gaz chauds, et qui seront désignées dans la suite par "parois de chauffage".
12 est une cloison intermédiaire séparant les parois 11 et 10, et légèrement plus min ce que l'espace compris entre ces deux der nières.
Les parois de chauffage sont construites au moyen de blocs en matériaux réfractaires semblables à celui que représentent les fig. 6 et 7, et assemblés avec d'autres blocs ana logues, mais dont les extrémités sont en for me de coins tronqués propres à s'ajuster en tre les faces inclinées des premiers.
On voit que des entailles 14, 15 et 16, ménagées dans ces blocs constituent dans l'épaisseur de la paroi, après assemblage en quinconce comme représenté sur le dessin; des passages sinueux formant chambre de com bustion. Des blocs spéciaux 18 et 20 s'as semblent au contraire de manière à constituer des sortes de cloisons verticales suffisamment étanches pour qu'on puisse considérer la lon gueur de la paroi comme divisée cri compar timents ; 19, 21 et 22 désignent des couches dont il sera question plus loin.
23 sont des brûleurs en matériaux réfrac taires, qui reçoivent, par des tuyaux indivi duels 25, munis de vannes de réglage 26, un gaz combustible provenant de conduites distributrices 24. 38 est également une conduite distribu trice pouvant être alimentée à volonté en gaz, par le tuyau 39, ou en air sous pres sion, par le tuyau 40, par simple manoeuvre des vannes 41 et 42. 27 sont des chambres à air que des conduits 28 relient à la cham bre de combustion de la paroi et dont on peut régler le débit au moyen de registres 29.
30 sont des passages de grande section pour l'air introduit par les conduits 28; et 31 sont des passages de faible section pour les gaz sortant des brûleurs 23. 32 sont des passa ges transversaux reliant les chambres à air de deux parois contiguës, et auxquels des conduits 33 amènent de l'air sous pression préalablement chauffé dans des récupérateurs.
34 et 35 sont des conduits de descente pour des gaz combustibles, conduits qui dé bouchent dans la chambre de combustion, en des points 36 dont la position peut être choisie à volonté sur la surface de la paroi -de chauffage, et après avoir traversé des blocs spéciaux 37 ; ces derniers, plus larges que ceux qui constituent la cloison intermédiaire 12, assurent l'étanchéité des joints avec les parois de chauffage.
Le fonctionnement de l'installation est le suivant Après avoir fermé les orifices supérieurs des chambres à air 27 au moyen de bouchons non figurés sur le dessin, et ouvert de la quantité voulue les registres 29, on introduit, par les conduits 33 la quantité d'air chaud nécessaire pour la combustion de la totalité du combustible. Cet air pénètre par les con duits 28 dans les passages 30 où une cer taine vitesse d'écoulement s'établit.
D'autre part, on ouvre les vannes de ré glage 26 de façon à faire pénétrer dans les brûleurs 23 une quantité de gaz qui ne soit qu'une partie seulement, par exemple les 60 0%, de la quantité totale nécessaire au chauffage de la paroi ; ce gaz entre ensuite dans les passages 31 dont la section est pré vue, par rapport à celle des passages 30, de manière à ce que sa vitesse y soit sensible ment la même que celle de l'air à sa sortie desdits passages.
Les blocs (fig. 6 et 7) sont distribués en nombre tel et de telle façon, dans les pre- rniéres couches que rencontrent l'air et le gaz dans leur trajet de haut en bas, que ces deux derniers se mélangent rapidement et d'une faon intime ; c'est ainsi que, dès la hauteur de la couche 22, toute la masse de gaz peut entrer en combustion. Comme à ce moment l'air est en fort excès, le gaz brûle avec ra pidité et complètement, donnant une flamme qui serait très chaude si la masse inerte d'air en excès ne venait la tempérer. Par conséquent, quoique brûlé dans d'excellentes conditions, le gaz n'échauffe la paroi, dans cette première zone, en aucun point d'une façon excessive.
On a supposé que la combustion<B>de</B> cette première quantité de gaz prend fin à peu près à la hauteur de la couche 21 ; mais en cette place, les produits chauds de la com bustion, qui contiennent, comme il a été dit plus haut, un fort excès d'air, rencontrent le solde de gaz frais (soit 40 % de la quantité totale, d'après la supposition faite précédem ment), venant de la conduite 38 au travers des conduits -34, 35, 36 et 37;
ce gaz s'en flamme, sans cependant que sa combustion expose la paroi de chauffage à une tempéra ture trop élevée, vu la masse relativement faible qu'il a vis-à-vis de celle des gaz déjà brûlés.
Pour simplifier, on a supposé, dans l'exem ple, que la quantité totale de gaz n'est in jectée dans la paroi de chauffage qu'en deux fois, soit en 31 et en 36. Mais il va sans dire qu'on peut à volonté multiplier, sur la surface de la paroi, le nombre et la position des places où l'on introduit le gaz addition nel; on comprend que dans ces conditions on puisse porter chaque région de la paroi à la température nécessaire au chauffage homo gène du contenu du four.
Les conduits 34 et 35 traversés par les gaz additionnels étant situés dans une cloi son chaude, peuvent à la longue se couvrir d'un dépôt charbonneux; il suffit, pour brû ler ce dépôt, d'y injecter de l'air chaud. Cette manoeuvre peut s'exécuter facilement grâce à la double alimentation de la conduite distributrice 38 qui a déjà été décrite. Il va sans dire que la chaleur dégagée par la combustion de ce dépôt est utilisée au même titre que celle des gaz.
On remarquera enfin, que la forme en coin des blocs et leur montage en quinconce oblige les gaz en combustion et les gaz chauds à circuler en zigzags, ce qui favorise le brassage et augmente, pour une hauteur de four donnée, la longueur de leur trajet et par suite le rendement calorifique de la paroi.
Les cloisons relativement étanches for mées par les blocs spéciaux 18 et 20 sont destinées à canaliser les produits du chauf fage, et cela une première fois entre les cou ches 22 et 21 et une seconde fois de la couche 19 au bas de la paroi.
Les faibles jeux ménagés entre la cloison intermédiaire 12 et les parois de chauffage 10 et 11 sont destinés à permettre une légère dilatation des cornues au début du chauffage, et jusqu'à ce que la température soit prés d'atteindre la valeur normale ; à cette dernière, les trois parois appuient fortement les unes sur les autres et les poussées dues âu contenu du four s'équilibrent sensiblement. Les maté riaux constituant lesdites parois ne subissent alors que des efforts de compression.