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EP0250341B1 - Pipes à mamelles orientables pour fours de cuisson de blocs carbonés - Google Patents

Pipes à mamelles orientables pour fours de cuisson de blocs carbonés Download PDF

Info

Publication number
EP0250341B1
EP0250341B1 EP87420151A EP87420151A EP0250341B1 EP 0250341 B1 EP0250341 B1 EP 0250341B1 EP 87420151 A EP87420151 A EP 87420151A EP 87420151 A EP87420151 A EP 87420151A EP 0250341 B1 EP0250341 B1 EP 0250341B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pipe
axis
furnace according
chamber furnace
flanges
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP87420151A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0250341A1 (fr
Inventor
Christian Dreyer
Bernard Boffa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rio Tinto France SAS
Original Assignee
Aluminium Pechiney SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aluminium Pechiney SA filed Critical Aluminium Pechiney SA
Priority to AT87420151T priority Critical patent/ATE46028T1/de
Publication of EP0250341A1 publication Critical patent/EP0250341A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0250341B1 publication Critical patent/EP0250341B1/fr
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B13/00—Furnaces with both stationary charge and progression of heating, e.g. of ring type or of the type in which a segmental kiln moves over a stationary charge
    • F27B13/02—Furnaces with both stationary charge and progression of heating, e.g. of ring type or of the type in which a segmental kiln moves over a stationary charge of multiple-chamber type with permanent partitions; Combinations of furnaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B13/00—Furnaces with both stationary charge and progression of heating, e.g. of ring type or of the type in which a segmental kiln moves over a stationary charge
    • F27B13/06—Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of this type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S454/00—Ventilation
    • Y10S454/903—Flexible ducts used for carrying air

Definitions

  • the invention relates to an improvement to the blowing and suction pipes of ovens with open chambers called "rotating fire” or “fire advancement” for cooking carbonaceous blocks (anodes or cathodes) intended in particular for production tanks of aluminum by the Hall-Héroult process, but also carbon blocks of all types generally intended for electrometallurgical furnaces.
  • carbon block any product obtained by shaping a carbon paste, and intended, after baking, for use in electrometallurgy ovens.
  • the carbon anodes intended for aluminum production tanks by electrolysis of alumina dissolved in molten cryolite are obtained by forming a carbonaceous paste resulting from the kneading, at approximately 120 to 200 ° C., of a mixture of pitch and ground coke. After shaping, the anodes are baked for a hundred hours at a temperature of the order of 1,100 to 1,200 ° C.
  • Other types of carbon blocks are obtained by the same process.
  • This type of oven has two parallel spans, the total length of which can reach more than a hundred meters.
  • Each span comprises a succession of chambers, separated by transverse walls and open at their upper part, to allow the loading of the raw blocks and the unloading of the cooled cooked blocks.
  • Each chamber comprises, arranged parallel to the major axis of the oven, a set of hollow partitions, with thin walls, in which the hot gases ensuring the cooking will circulate, alternating with cells in which the baking blocks are stacked which will then be embedded in carbonaceous dust (coke, anthracite or ground carbonaceous residues or any other powdery packing material).
  • carbonaceous dust coke, anthracite or ground carbonaceous residues or any other powdery packing material
  • the hollow partitions are provided, at their upper part, with closable openings called “openers”; they also include baffles to lengthen and distribute the path of the combustion gases more uniformly.
  • the heating of the oven is ensured by burner ramps, having a length equal to the width of the chambers, and the injectors of which are placed on the openings of the chambers concerned. Upstream of the burners (relative to the direction of advance of the fire), there is a combustion air blowing pipe, and, downstream, a suction pipe for the burnt gases.
  • the heating is ensured both by the combustion of the injected fuel (gas or fuel), and by that of the pitch vapors emitted by the blocks during cooking.
  • the blowing pipe-burner-suction pipe assembly is advanced, for example every 24 hours, each chamber thus ensuring, successively, the loading functions of the raw carbon blocks, natural preheating (by combustion gases), forced preheating and cooking at 1,100-1,200 ° (so-called full fire area), cooling of carbonaceous blocks (and preheating of combustion gases), unloading of cooked carbonaceous blocks, possible repairs, and resumption of a new cycle.
  • the object of the invention is a pipe - which can function both as a blowing pipe as a suction pipe - each of the teats is made orientable and adjustable in height so that at the time of placement on a new chamber we can easily and quickly orient each udder by rotation, from so that the axis of the lower part of each udder coincides substantially with the axis of the corresponding opening and adapts contiguously to this opening, with height adjustment by sliding if necessary.
  • the object of the invention is a pipe for chamber furnaces intended for cooking carbonaceous blocks for the production of aluminum, this pipe comprising a main body provided with a plurality of nozzles to which connect tubing called "udders in a number equal to that of the lines of heating partitions constituting the partitions of the rooms, each of these udders having to adapt to the openings called" openings "arranged at the top of each heating partition or transverse walls separating the different chambers from the oven.
  • each udder is constituted by at least two tubular elements, arranged in series, a first element provided on the one hand, at its upper part, with a flat flange which cooperates in contiguous relation and in rotation, with a flat flange disposed at the lower part of the nozzle, and on the other hand, at its lower part, a flat flange, in contiguous relation, and in rotation, with a flat flange disposed at the upper part of the second element, the first and the second element having at least over part of their height, an axis inclined at an angle a with respect to the axis perpendicular to the plane of the flanges.
  • the plane flanges are parallel to each other and parallel to the plane containing the openings which is normally a horizontal plane.
  • each udder further comprises a third tubular element in contiguous relation by sliding partial insertion and coaxial with the lower part of the second element, the lower part of this third element adapting in tight relation on the 'workman.
  • the horizontality defects are absorbed by the play at the interlocking of the third tubular element.
  • the height adjustment is coupled to one of the rotation adjustments of the udder by a connecting rod / crank system simultaneously allowing the rotation of the second element around the flange and the sliding of its lower part.
  • FIGS 1 and 2 recall, for a good understanding of the invention, the structure of a conventional chamber oven to which the present invention applies: in the section of Figure 1, we see the partitions (1), connected at their upper part by the "udders" ( 2 ) to the pipe (3) itself connected to the general manifold (4).
  • the blowing and suction pipes can be, depending on the case, connected to the rooms of the rooms or to the rooms of the transverse walls (9) according to our patent FR 2 535 834.
  • the carbon blocks (6 ) visible on the cutaway of the left side of figure 2.
  • baffles (7) of the heating partitions The purpose of the baffles (7) of the heating partitions is to lengthen the path of the hot gases and to homogenize the temperature in the partition.
  • the closable openings (8) allow the installation of the burner ramps (not shown), blow pipes or air suction pipes (3), and, in some cases, measuring devices (thermocouples, depressometers).
  • the successive chambers are separated by transverse walls (9).
  • the main axis of the oven is indicated by line XX '.
  • Each udder (2) of the suction pipe (3) is connected to an opening (8) of a given chamber, in tight relation.
  • the upper part of the udder is connected to the pipe (3) by a nozzle (10) in which is generally disposed a movable flap (11) which allows, by its rotation about an axis (11A) to regulate the flow in each series of chambers (5).
  • the vertical part of the udder which enters the opening is made orientable so that the axis (12) of the lower part substantially coincides with the axis (13) of the opening considered.
  • the orientable udder (14) makes it possible to make up for a deviation of ⁇ 50 mm in eccentricity (X and Y axes) and a deviation of ⁇ 50 mm in height (Z axis), these figures being given as example and not constituting a limitation of the invention.
  • the lower element (17) presses on a groove (30) at the periphery of. the boy.
  • This groove may include a seal (29) resistant to high temperatures, for example in braided or felted mineral fiber.
  • the element (17) can be secured by tie rods, the lower part of which is sealed in the masonry of the furnace.
  • the support of the element (17) takes place on a peripheral relief (32) of the opening (8) by means of a double flexible seal (43).
  • the intermediate element (16) and the lower element (17) cooperate by a fitting (33) which makes it possible to make up for a difference in level (dimension Z) between the inlet of the opening and the lower part of the orientable udder (14).
  • the flanges and counter flanges (19) (20) and (27) (30) are pierced with holes for the passage of bolts, so as to maintain the cohesion of the assembly.
  • the free rotation of the assembly is ensured by a thick lubricant (grease) for high temperature injected into the space between the flanges, by means of grease fittings (21) (22).
  • the intermediate element (16) further comprises an operating device, constituted by a double rod-crank system, which makes it possible to simultaneously align the axes (13) and (12) in Y, that is to say ie along the transverse axis of the furnace, while maintaining or retouching the alignment in X.
  • This operating device formed symmetrically with respect to a plane passing through the axis (28), comprises an axis (38) passing diametrically through the element (16A), supporting at its two ends a disc (37A) (37B ) provided with a radial operating handle (38A, 38B) and, is connected by a hinge (43A, 43B) not coincident with the axis (38), at the upper end of a link (40A, 40B) , the lower end of which comprises a hinge (39A, 39B) fixed to the lower element (17).
  • FIG. 6 is a section of FIG. 3 passing through the axis (38) and, in a plane perpendicular to FIG. 3.
  • the operation of the device according to the invention is as follows: the lower element (17) being raised to the maximum, the suction pipe is put in place, and the operator spots any deviations between the axis (13), of each workpiece, and the axis (12) of the lower element (17).
  • This axis (12) can also be materialized by a rigid metal rod supported by three spacers.
  • the operator by acting on the handles (31) realizes the alignment of the axes (13) and (12) in X, that is to say along the major axis of the oven; then acting on the handles 38A and 38B, it realizes the alignment of the axes (13) and (12) in Y, that is to say along the transverse axis of the furnace, while maintaining or retouching the alignment at X.
  • the axes (13) and (12) being aligned, it only remains to operate the adjustment along the Z axis, that is to say to lower the lower element ( 17) until contact with the groove of the opening (8).
  • the element (16A) has been rotated by an angle so as to compensate for the deviation "e", in Y of the axis (13) of the workpiece with the axis (23) of the nozzle (10).
  • the invention is not limited to the embodiment of the connecting flanges between the elements (10) (15), (15) (16) or the fitting between (16) (17). Any equivalent means making it possible to ensure rotation keeping the tight junction and a height adjustment also keeping the tight junction is part of the invention.
  • the determination of the angle a can be carried out by use from simple geometrical considerations, by considering on the one hand the height of the inclined axis part of the udder and the eccentricity deviation to be made up ( of the order of 50 mm, and beyond if necessary).
  • the device allowing simultaneously to lower the lower part of the udder and to ensure its rotation increases the ease and the precision of the handling, and thus guarantees the best possible tightness of the connections of the pipes of admission or blowing, on the openings .

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Description

    Domaine technique de l'invention
  • L'invention concerne un perfectionnement aux pipes de soufflage et d'aspiration des fours à chambres ouvertes dits « à feu tournant » ou « à avancement de feu » pour la cuisson des blocs carbonés (anodes ou cathodes) destinés notamment aux cuves de production d'aluminium par le procédé Hall-Héroult, mais aussi des blocs carbonés de tous types destinés de façon générale, aux fours d'électrométallurgie.
    • Etat de la technique
  • Dans tout ce qui suit, nous désignerons par l'expression « bloc carboné tout produit obtenu par mise en forme d'une pâte carbonée, et destiné, après cuisson, à l'utilisation dans des fours d'électrométallurgie.
  • Par exemple, les anodes carbonées destinées aux cuves de production d'aluminium par électrolyse d'alumine dissoute dans de la cryolithe fondue sont obtenues par mise en forme d'une pâte carbonée résultant du malaxage, à environ 120 à 200 °C, d'un mélange de brai et de coke broyé. Après mise en forme, les anodes sont cuites pendant une centaine d'heures à une température de l'ordre de 1 100 à 1 200 °C. D'autres types de blocs carbonés sont obtenus par le même procédé.
  • Bien qu'il existe quelques procédés de cuisson continue en four tunnel, une grande partie des installations de cuisson en service dans le monde à ce jour sont du type « four à chambre » dits « à feu tournant » (ring fumace) ou encore « à avancement de feu ». Ces fours se divisent eux-mêmes en deux catégories, les fours fermés et les fours dits « à chambres ouvertes », décrits notamment dans le brevet US 2 699 931 et qui sont les plus utilisés. La présente invention' s'applique plus particulièrement aux fours à chambres ouvertes.
  • Ce type de four comporte deux travées parallèles dont la longueur totale peut atteindre plus d'une centaine de mètres.
  • Chaque travée comporte une succession de chambres, séparées par des murs transversaux et ouvertes à leur partie supérieure, pour permettre le chargement des blocs crus et le déchargement des blocs cuits refroidis. Chaque chambre comporte, disposées parallèlement au grand axe du four, un ensemble de cloisons creuses, à parois minces, dans lesquelles vont circuler les gaz chauds assurant la cuisson, alternant avec des alvéoles dans lesquelles on empile les blocs à cuire qui seront ensuite noyés dans une poussière carbonée (coke, anthracite ou résidus carbonés broyés ou tout autre matériau de garnissage pulvérulent). Il y a par exemple 6 alvéoles et 7 cloisons alternées par chambre.
  • Les cloisons creuses sont munies, à leur partie supérieure, d'ouvertures obturables dites « ouvreaux »; elles comportent en outre des chicanes pour allonger et répartir plus uniformément le trajet des gaz de combustion.
  • Le chauffage du four est assuré par des rampes de brûleurs, ayant une longueur égale à la largeur des chambres, et dont les injecteurs viennent se placer sur les ouvreaux des chambres concernées. En amont des brûleurs (par rapport au sens d'avancement du feu), on dispose une pipe de soufflage d'air de combustion, et, en aval, une pipe d'aspiration des gaz brûlés. Le chauffage est assuré à la fois par la combustion du combustible injecté (gaz ou fuel), et par celle des vapeurs de brai émises par les blocs en cours de cuisson.
  • Au fur et à mesure que la cuisson se produit, on fait avancer par exemple toutes les 24 heures l'ensemble pipe de soufflage-brûleurs-pipes d'aspiration, chaque chambre assurant ainsi, successivement, les fonctions de chargement des blocs carbonés crus, préchauffage naturel (par les gaz de combustion), préchauffage forcé et cuisson à 1 100-1 200 ° (zone dite plein feu), refroidissement des blocs carbonés (et préchauffage des gaz de combustion), déchargement des blocs carbonés cuits, réparations éventuelles, et reprise d'un nouveau cycle.
    • Problème technique à résoudre
  • L'un des problèmes principaux que pose l'exploitation de ces fours, dont la structure est continuellement soumise à des cycles de refroidissement et de chauffage, est la mise en place des pipes de soufflage et d'aspiration sur les ouvreaux des chambres. En effet, à chaque étape d'avancement du feu, c'est-à-dire des rampes de brûleurs, il faut déplacer, du même pas et dans le même sens, les pipes d'aspiration et de soufflage. Il importe que chacune des tubulures des pipes (souvent appelées « mamelles ») s'introduise dans chacun des ouvreaux correspondants sans les détériorer et en assurant une étanchéité convenable, surtout en ce qui concerne la pipe d'aspiration, de façon à éviter toute entrée d'air indésirable. Relativement aisée sur un four neuf, ou sur une cloison refaite à neuf, cette opération l'est beaucoup moins sur une chambre plus ou moins déformée par les contraintes thermiques et les opérations de chargement et de déchargement des anodes. Il n'est pas rare que l'on ait à effectuer des retouches et des colmatages pour assurer une jonction étanche entre les mamelles et les ouvreaux.
    • Objet de l'invention
  • L'objet de l'invention est une pipe - qui peut fonctionner aussi bien en pipe de soufflage qu'en pipe d'aspiration - dont chacune des mamelles est rendue orientable et ajustable en hauteur afin qu'au moment de la mise en place sur une nouvelle chambre on puisse orienter simplement et rapidement chaque mamelle par rotation, de façon que l'axe de la partie inférieure de chaque mamelle coïncide sensiblement avec l'axe de l'ouverture correspondante et s'adapte de façon jointive sur cet ouvreau, avec réglage de la hauteur par coulissement si nécessaire.
  • De façon plus précise, l'objet de l'invention est une pipe pour four à chambres destinées à la cuisson de blocs carbonés pour la production de l'aluminium, cette pipe comportant un corps principal muni d'une pluralité d'ajutages auxquels se raccordent des tubulures dites « mamelles en nombre égal à celui des lignes de cloisons chauffantes constituant les cloisons des chambres, chacune de ces mamelles devant s'adapter sur les ouvertures dites « ouvreaux » disposées à la partie supérieure de chaque cloison chauffante ou des murs transversaux séparant les différentes chambres du four.
  • Selon l'invention, chaque mamelle est constituée par au moins deux éléments tubulaires, disposés en série, un premier élément muni d'une part, à sa partie supérieure, d'une bride plane qui coopère en relation jointive et en rotation, avec une bride plane disposée à la partie inférieure de l'ajutage, et d'autre part, à sa partie inférieure, d'une bride plane, en relation jointive, et en rotation, avec une bride plane disposée à la partie supérieure du second élément, le premier et le second élément ayant au moins sur une partie de leur hauteur, un axe incliné d'un angle a par rapport à l'axe perpendiculaire au plan des brides.
  • Les brides planes sont parallèles entre elles et parallèles au plan contenant les ouvreaux qui est, normalement, un plan horizontal.
  • Pour assurer le réglagè en hauteur, chaque mamelle comporte, en outre, un troisième élément tubulaire en relation jointive par emboitement partiel coulissant et coaxial avec la partie inférieure du deuxième élément, la partie inférieure de ce troisième élément s'adaptant en relation étanche sur l'ouvreau. Les défauts d'hori- zontabilité sont absorbés par le jeu au niveau de l'emboitement du troisième élément tubulaire.
  • De préférence, le réglage en hauteur est couplé à l'un des réglages en rotation de la mamelle par un système bielle/manivelle autorisant simultanément la rotation du deuxième élément autour de la bride et le coulissement de sa partie inférieure.
    • Description des figures
  • Les figures 1 à 6 illustrent l'invention.
    • e Les figures 1 et 2 se rapportent à l'art antérieur et rappellent la structure habituelle d'un four à chambres ouvertes pour la cuisson d'anodes carbonées.
    • e La figure 3 représente, en coupe, une mamelle orientable et ajustable selon les axes X, Y et Z, selon l'invention. Le système de commande, poignées + biellettes, qui est en avant du plan de coupe a été représenté en pointillés.
    • e Les figures 4 et 5 représentent une variante de mise en oeuvre de l'invention.
    • • La figure 6 est une coupe de la figure 3 dans un plan perpendiculaire au plan de cette figure.
  • Les figures 1 et 2 rappellent, pour la bonne compréhension de l'invention, la structure d'un four à chambres classiques auquel s'applique la présente invention : sur la coupe de la figure 1, on voit les cloisons (1), reliées à leur partie supérieure par les « mamelles » (2) à la pipe (3) elle-même raccordée au collecteur général (4). Les pipes de soufflage et d'aspiration peuvent être, selon les cas, raccordées aux ouvreaux des chambres ou aux ouvreaux des murs transversaux (9) selon notre brevet FR 2 535 834. Dans les alvéoles (5) sont disposés les blocs carbonés (6), visibles sur l'écorché de la partie gauche de la figure 2.
  • Les chicanes (7) des cloisons chauffantes ont pour but d'allonger le trajet des gaz chauds et d'homogénéiser la température dans la cloison.
  • A la partie supérieure des chambres (ou des murs transversaux), les ouvreaux obturables (8) permettent la mise en place des rampes de brûleurs (non représentées), des pipes de soufflage ou d'aspiration d'air (3), et, dans certains cas, d'appareils de mesures (thermocouples, déprimomètres). Les chambres successives sont séparées par des murs transversaux (9). Le grand axe du four est indiqué par la ligne XX'.
  • Chaque mamelle (2) de la pipe d'aspiration (3) se raccorde à un ouvreau (8) d'une chambre donnée, en relation étanche. La partie supérieure de la mamelle se raccorde à la pipe (3) par un ajutage (10) dans lequel est généralement disposé un volet mobile (11) qui permet, par sa rotation autour d'un axe (11A) de régler le débit dans chaque série de chambres (5).
  • Selon l'invention, la partie verticale de la mamelle qui pénètre dans l'ouvreau est rendue orientable de façon que l'axe (12) de la partie inférieure coïncide sensiblement avec l'axe (13) de l'ouvreau considéré.
  • En pratique, la mamelle orientable (14) selon l'invention permet de rattraper un écart de ± 50 mm en excentricité (axes X et Y) et un écart de ± 50 mm en hauteur (axe Z), ces chiffres étant donnés à titre d'exemple et ne constituant pas une limitation de l'invention.
  • Pour obtenir l'alignement en X et Y, c'est-à-dire selon le grand axe XX' et selon l'axe transversal du four (Y, Y'), la mamelle orientable (14) est constituée en au moins deux éléments, d'une part un élément supérieur (15) qui se raccorde à l'ajutage, partie droite (10) elle-même reliée à la .pipe (3) et d'autre part, un élément intermédiaire (16) pour les réglages en X et Y. Un élément inférieur (17) qui se raccorde à l'ouvreau (8) permet d'assurer le réglage en Z (hauteur). L'élément supérieur (15) comporte lui-même trois parties :
    • a) une partie cylindrique haute (15A), munie d'une bride (18) qui coopère avec la bride (19) de l'ajutage (partie droite) (10). Ces deux brides sont en relation étanche et l'élément (15) peut effectuer un mouvement de rotation par rapport à la bride (19). La bride (18) est serrée contre la bride (19) par une contre-bride boulonnée (20). On peut interposer entre les brides (18) et (19) un joint d'étanchéité résistant aux températures élevées (500 à 600 °C) par exemple du type métalloplastique (cuivre + fibres minérales) ; il peut aussi être constitué par un simple bourrage de graisse pour hautes températures injecté dans l'espace libre entre les brides (18) et (19), par un graisseur (21). La partie haute (15A) et la partie droite de l'ajutage (10) sont coaxiales.
    • b) Une partie centrale (15B), cylindrique, dont l'axe (24) est incliné d'un angle α1 par exemple de 20 à 45°, par rapport à l'axe (23) de la partie haute (cette valeur de 20 à 45° ne constitue pas une limitation de l'invention, mais elle est donnée à titre indicatif).
    • c) Une partie basse (15C), cylindrique, dont l'axe (25) est parallèle à l'axe (23) de la partie haute, mais déporté d'une distance égale à l'écart maximum supposé entre l'axe (13) de l'ouvreau et l'axe (23) de l'ajutage (10). On a indiqué précédemment que cette valeur maximale probable pouvait être fixée, par exemple à 50 mm.
  • L'élément intermédiaire (16) comporte, de la même façon que la partie supérieure (15) :
    • a) une partie cylindrique haute (16A), munie d'une bride (26) qui coopère avec la bride (27) de la partie basse (15C) de l'élément supérieur (15).
    • b) Une partie centrale (16B), cylindrique, d'axe (24A) incliné d'un angle a2 en principe égal à a1 (ou du même ordre de grandeur) par rapport à l'axe (25).
    • c) Une partie basse (16C), cylindrique, dont l'axe (28) est déporté, par rapport à l'axe (25), d'une distance égale à l'écart minimum à corriger, comme indiqué précédemment, par exemple 50 mm.
  • La coopération, en relation jointive et en rotation, de l'élément intermédiaire (16) avec l'élément supérieur (15) est réalisée par les mêmes moyens qu'au niveau de la liaison entre l'élément (15) et l'ajutage (10). De même, les deux brides (27) et (26), fixées entre elles par boulons, peuvent recevoir un joint d'étanchéité, par exemple métalloplastique, ou un bourrage de graisse pour haute température injecté par le graisseur (22).
  • La compensation des décalages en Z, c'est-à-dire selon l'axe vertical ZZ' du four (fig. 2) est obtenue par l'élément inférieur (17), qui s'adapte à l'ouvreau (8) en relation étanche.
  • Dans le cas représenté, à titre d'exemple, sur la figure 2, en partie basse, l'élément inférieur (17) appuie sur une rainure (30) à la périphérie de. l'ouvreau. Cette rainure peut comporter un joint d'étanchéité (29) résistant à des températures élevées, par exemple en fibre minérale tressée ou feutrée. En outre, l'élément (17) peut être assujetti grâce à des tirants dont la partie inférieure est scellée dans la maçonnerie du four. On notera que, sur la figure 6, l'appui de l'élément (17) s'effectue sur un relief périphérique (32) de l'ouvreau (8) par l'intermédiaire d'un double joint souple (43).
  • L'élément intermédiaire (16) et l'élément inférieur (17) coopèrent par un emmanchement (33) qui permet de rattraper un écart de niveau (cote Z) entre l'entrée de l'ouvreau et la partie inférieure de la mamelle orientable (14).
  • Compte tenu des dilatations thermiques et des défauts éventuels de planéité des ouvreaux, il serait malaisé de réaliser un emmanchement coulissant parfaitement étanche. On peut assurer cette étanchéité au moyen d'une liaison souple, telle que le soufflet (34) qui est fixé, en partie haute, sur la rainure (35) et en partie basse sur la rainure (36). Ce soufflet doit pouvoir résister, en service continu, à des températures de l'ordre de 300 à 400 °C. Il est, par exemple, réalisé en fibres de verre imprégnées d'un polymère fluorocar- boné.
  • Les brides et contre-brides (19) (20) et (27) (30) sont percées de trous pour le passage de boulons, de façon à maintenir la cohésion de l'ensemble. La libre rotation de l'ensemble est assurée par un lubrifiant épais (graisse) pour haute température injecté dans l'espace entre les brides, par l'intermédiaire de graisseurs (21) (22). L'élément intermédiaire (16) comporte, en outre, un dispositif de manoeuvre, constitué par un double système bielle-manivelle, qui permet de réaliser simultanément l'alignement des axes (13) et (12) en Y, c'est-à-dire selon l'axe transversal du four, tout en maintenant ou retouchant l'alignement en X. Lorsque les axes sont alignés en X et Y, ce même dispositif permet d'abaisser l'élément inférieur (17) jusqu'au contact de l'ouvreau (8) (alignement en Z). Ce dispositif de manoeuvre, constitué de façon symétrique par rapport à un plan passant par l'axe (28), comporte un axe (38) traversant diamétralement l'élément (16A), supportant à ses deux extrémités un disque (37A) (37B) muni d'une poignée radiale de manœuvre (38A, 38B) et, est relié par une articulation (43A, 43B) non confondue avec l'axe (38), à l'extrémité supérieure d'une biellette (40A, 40B), dont l'extrémité inférieure comporte une articulation (39A, 39B) fixée sur l'élément inférieur (17).
  • Le détail du système apparaît sur la figure 6 qui est une coupe de la figure 3 passant par l'axe (38) et, dans un plan perpendiculaire à la figure 3.
  • Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant : l'élément inférieur (17) étant remonté au maximum, on met la pipe d'aspiration en place, et l'opérateur repère les écarts éventuels entre l'axe (13), de chaque ouvreau, et l'axe (12) de l'élément inférieur (17). Cet axe (12) peut d'ailleurs être matérialisé par une tige métallique rigide supportée par trois entretoises.
  • L'opérateur, en agissant sur les poignées (31) réalise l'alignement des axes (13) et (12) en X, c'est-à-dire selon le grand axe du four; puis agissant sur les poignées 38A et 38B, il réalise l'alignement des axes (13) et (12) en Y, c'est-à-dire selon l'axe transversal du four, tout en maintenant ou en retouchant l'alignement en X. A ce moment, les axes (13) et (12) étant alignés, il ne reste plus qu'à opérer l'ajustement selon l'axe Z, c'est-à-dire à descendre l'élément inférieur (17) jusqu'au contact avec la rainure de l'ouvreau (8).
  • Cette dernière manoeuvre s'effectue également à l'aide de poignées (38A, 38B), mais cette fois en rotation autour de l'axe (38). Le guidage de l'élément inférieur (17) lors de son alignement en Z (montée ou descente) est assuré par un trou oblong (41) pratiqué dans l'élément (16) dans lequel coulisse un ergot (42) solidaire de l'élément (17).
  • Cet ensemble d'opérations, facile et rapide, sera répété sur les 6 et 7 mamelles de la pipe d'aspiration, qui sera ainsi parfaitement ajustée aux 6 ou 7 ouvreaux de la chambre ou du mur de séparation concerné.
  • On peut noter que la structure des éléments supérieurs (15) et intermédiaires (16) pourrait être simplifiée, comme l'indiquent les figures 4 et 5, en supprimant partiellement ou totalement les parties cylindriques à axe vertical, et en ne conservant que les parties médianes (15A, 16A) à axe incliné d'un angle a.
  • Sur la figure 5, l'élément (16A) a été tourné d'un angle de façon à compenser l'écart « e », en Y de l'axe (13) de l'ouvreau avec l'axe (23) de l'ajutage (10).
  • On notera également le rattrapage en Z, de la différence de hauteur h de l'ouvreau en jouant sur la jonction coulissante (33). L'écart existant entre la jonction coulissante (33) et l'élément intermédiaire (16) permet de compenser un éventuel défaut de planéité de l'ouvreau.
  • Dans le cas des figures 4 et 5, la référence des axes (23) (24) (24A) (25) et (28) sera prise par rapport aux plans des brides de jonction (18) (19), (26) (27), puisqu'il n'y a plus de partie cylindrique. Cette référence reste valable dans le cas de la figure 3. Le plan des brides est normalement horizontal.
  • Par ailleurs, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation des brides de liaison entre les éléments (10) (15), (15) (16) ou de l'emmanchement entre (16) (17). Tout moyen équivalent permettant d'assurer une rotation conservant la jonction étanche et un réglage en hauteur conservant également la jonction étanche fait partie de l'invention.
  • Enfin, la détermination de l'angle a peut être effectuée par l'utilisation à partir de considérations géométriques simples, en considérant d'une part la hauteur de la partie à axe incliné de la mamelle et l'écart d'excentricité à rattraper (de l'ordre de 50 mm, et au-delà si nécessaire). La hauteur de la partie inclinée d'un élément (15) ou (16) étant par exemple de 90 mm, on aura tg a = 50/90, d'où a = 29°.
    • Avantages procurés par l'invention
  • Outre la facilité d'alignement en X et en Y des axes des mamelles avec les axes de chacun des ouvreaux, il faut souligner que le réglage en Z (en hauteur) permet, en relevant au maximum les éléments inférieurs (17), lors du montage, d'éviter une prise de contact brutale entre la partie inférieure des mamelles et les ouvreaux lorsqu'on met la pipe en place au moyen d'un pont-roulant, d'où suppression de tout risque d'endommagement des ouvreaux et même de l'ensemble de la maçonnerie.
  • Le dispositif permettant simultanément d'abaisser la partie inférieure de la mamelle et d'assurer sa rotation augmente la facilité et la précision de la manipulation, et garantit ainsi la meilleure étanchéité possible des raccordements des pipes d'admission ou de soufflage, sur les ouvreaux.

Claims (11)

1. Pipe pour four à chambres destinées à la cuisson de blocs carbonés, cette pipe d'aspiration ou de soufflage comportant un corps principal (3) muni d'une pluralité d'ajutages (10) auxquels se raccordent des tubulures dites « mamelles » en nombre égal à celui des cloisons chauffantes (5) constituant les chambres du four, chacune de ces mamelles devant s'adapter sur les ouvertures dites « ouvreaux » (8) disposées à la partie supérieure de chaque cloison chauffante (5) ou des murs transversaux (9) séparant les différentes chambres du four, caractérisée en ce que, dans le but d'obtenir une jonction étanche par l'alignement en X et en Y, c'est-à-dire selon le grand axe et le petit axe du four à chambre, entre chaque mamelle et l'ouvreau correspondant malgré les déformations des chambres, chaque mamelle est constituée par au moins deux éléments tubulaires, disposés en série, un premier élément (15), muni, d'une part, à sa partie supérieure (15a) d'une bride plane (18) qui coopère en relation jointive et en rotation, avec une bride plane (19) disposée à la partie inférieure de l'ajutage (10), et, d'autre part, à sa partie inférieure (15c) d'une bride plane (27) parallèle à la bride (18) et qui coopère, en relation jointive et en rotation avec une bride plane (26) disposée à la partie supérieure (16A) du second élément (16), l'élément (15) et l'élément (16) ayant sur au moins une partie de leur hauteur un axe incliné d'un angle α par rapport à l'axe (23) perpendiculaire au plan des brides.
2. Pipe pour four à chambres, selon revendication 1, caractérisée en ce que chaque mamelle comporte, en outre, un troisième élément (17) tubulaire, en relation jointive par emboitement partiel coulissant (33) sensiblement coaxial, avec la partie inférieure (16C) du deuxième élément (16) et dont la partie inférieure s'adapte en relation étanche à l'ouvreau (8).
3. Pipe pour four à chambres, selon revendication 1, caractérisée en ce que le premier élément (15) et/ou le deuxième élément (16) comportent au moins une première partie cylindrique d'axe perpendiculaire au plan des brides et une seconde partie cylindrique faisant un angle α avec l'axe de la première partie cylindrique.
4. Pipe pour four à chambres, selon revendication 3, caractérisée en ce que l'angle a est déterminé par sa tangente qui est égale au rapport de l'excentricité maximale à rattraper, à la hauteur de la partie inclinée de l'élément considéré.
5. Pipe pour four à chambres, selon revendication 2, caractérisée en ce que la jonction coulissante (33) entre le second (16) et le troisième (17) élément est recouverte par un soufflet d'étanchéité (34) résistant à haute température.
6. Pipe pour four à chambres, selon revendication 1, caractérisée en ce que les brides de liaison (18) (19), (26) (17) sont munies d'un moyen d'étanchéité.
7. Pipe pour four à chambres, selon revendication 1, caractérisée en ce que les brides de liaison (18) (19), (26) (27) sont supportées par des contre-brides, respectivement (20) (30) et sont munies de moyens de serrage amovibles, tels que des boulons.
8. Pipe pour four à chambres, selon revendication 6, caractérisée en ce que l'étanchéité entre les brides (18) (19), (26) (27) est obtenue par injection, dans les graisseurs (21) (22) d'une graisse épaisse résistant à haute température.
9. Pipe pour four à chambres, selon revendication 6, caractérisée en ce que l'étanchéité entre les brides (18) (19), (26) (27) est obtenue par un joint métalloplastique.
10. Pipe pour four à chambres, selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le premier élément (15) est muni de poignées de manoeuvre (31) pour assurer sa mise en rotation axiale.
11. Pipe pour four à chambres, selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que, dans le but de réaliser à la fois l'alignement en Y et Z des éléments (16) et (17), la partie (16A) de l'élément intermédiaire (16A) comporte un dispositif de manoeuvre en rotation et en hauteur, constitué de façon symétrique par rapport au plan passant par l'axe (28) par un axe (38) traversant diamétralement ledit élément (16A), et supportant à ses deux extrémités un disque (37A, 37B) chaque disque étant muni d'une poignée radiale de manoeuvre (38A, 38B) et relié par une articulation (43A, 43B) non confondue avec l'axe (38), à l'extrémité supérieure d'une biellette (40A, 40B) dont l'extrémité inférieure est reliée par une articulation (39A, 39B) fixée sur l'élément inférieur (17).
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