FR2963413A1 - METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING THE COOKING OF CARBON BLOCKS IN AN INSTALLATION - Google Patents
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Abstract
Le four de l'installation comprend des cloisons dans lesquelles circulent des gaz chauds de cuisson des blocs carbonés, et des rampes de chauffage tournantes par rapport au four, pourvues d'injecteurs (30a, 30b) de combustible. Pour homogénéiser la cuisson des blocs carbonés, le procédé comprend : a) la séparation fictive d'une cloison (4) d'une zone de chauffage forcé en plusieurs secteurs (A-F) ; b) en fonction de la position d'un secteur considéré dans la cloison et de conditions de fonctionnement dans ladite cloison, la détermination, pour chaque secteur, de la quantité d'énergie à lui apporter directement ; c) en fonction de cette détermination, l'établissement d'une séquence de variation dans le temps d'au moins un paramètre opérationnel du ou des injecteurs (30) ; d) la répétition de ladite séquence lors d'un cycle de chauffage.The furnace of the installation comprises partitions in which circulate hot carbon bake firing gases, and heating ramps relative to the furnace, provided with fuel injectors (30a, 30b). In order to homogenize the firing of the carbonaceous blocks, the method comprises: a) the fictitious separation of a partition (4) from a forced heating zone into several sectors (A-F); (b) depending on the position of a sector considered in the partition and the operating conditions in the said partition, determining, for each sector, the quantity of energy to be supplied directly to it; c) according to this determination, establishing a sequence of variation over time of at least one operational parameter of the injector or injectors (30); d) repeating said sequence during a heating cycle.
Description
La présente invention concerne un procédé et un système de régulation de la cuisson de blocs carbonés dans une installation, tout particulièrement une installation de cuisson des anodes en carbone utilisées pour la production d'aluminium par électrolyse. The present invention relates to a method and a system for controlling the firing of carbonaceous blocks in an installation, especially a cooking installation of carbon anodes used for the production of aluminum by electrolysis.
L'aluminium métal est produit industriellement par électrolyse selon le procédé de Hall-Héroult. A cet effet, on prévoit des cuves comportant au fond un ensemble cathodique et contenant un bain d'électrolyse dans lequel des anodes en matériau carbone sont partiellement immergées. Les anodes sont formées de blocs carbonés moulés qui sont cuits dans des fours. De façon connue, ces fours comprennent une enceinte extérieure calorifugée, pouvant comporter des murs transversaux définissant des chambres. Les fours sont pourvus de cloisons chauffantes creuses s'étendant longitudinalement, formant entre elles des alvéoles allongées destinées à recevoir les blocs carbonés pour leur cuisson. Aluminum metal is produced industrially by electrolysis according to the Hall-Héroult process. For this purpose, there is provided tanks having at the bottom a cathode assembly and containing an electrolysis bath in which anodes made of carbon material are partially immersed. The anodes are formed of molded carbon blocks that are fired in kilns. In known manner, these furnaces comprise an insulated outer enclosure, which may comprise transverse walls defining chambers. The furnaces are provided with hollow heating partitions extending longitudinally, forming between them elongated cells intended to receive the carbon blocks for their cooking.
Une fois les blocs carbonés empilés dans les alvéoles, et avant la cuisson, on introduit dans ces alvéoles un matériau de remplissage granulaire ou pulvérulent appelé « poussier ». Le poussier sert entre autres à protéger les anodes lors de la cuisson, en particulier de l'oxydation qu'elles pourraient subir du fait de la température de cuisson élevée (de l'ordre de 1200°C). Once the carbonaceous blocks stacked in the cells, and before cooking, is introduced into these cells a granular filling material or powder called "dust". The dust serves inter alia to protect the anodes during cooking, in particular the oxidation they may suffer due to the high firing temperature (of the order of 1200 ° C).
La cuisson est obtenue par des gaz chauds circulant à l'intérieur des cloisons. Ces gaz comprennent d'une part de l'air soufflé dans les cloisons au moyen de jambes de soufflage et un combustible primaire - liquide ou gazeux - injecté dans les cloisons, et d'autre part le gaz produit par la cuisson des anodes (hydrocarbures volatils), qui sert de combustible secondaire (complémentaire). L'injection du combustible primaire peut se faire par des rampes de chauffage comportant un ou plusieurs brûleurs, ou un ou plusieurs injecteurs. Dans ce dernier cas, le combustible brûle dans le four du fait de la haute température qui y règne. Les paramètres de chauffage sont déterminés avec précision et sont généralement fixes pendant toute la durée de cuisson. The cooking is obtained by hot gases circulating inside the partitions. These gases comprise on the one hand air blown into the partitions by means of blowing legs and a primary fuel - liquid or gaseous - injected into the partitions, and on the other hand the gas produced by the firing of the anodes (hydrocarbons volatiles), which serves as a secondary (complementary) fuel. The injection of the primary fuel can be done by heating ramps comprising one or more burners, or one or more injectors. In the latter case, the fuel burns in the oven because of the high temperature that prevails. The heating parameters are precisely determined and are usually fixed during the entire cooking time.
Puis les gaz injectés et/ou produits sont aspirés depuis les cloisons au moyen de jambes d'aspiration. Au cours du processus de cuisson, les rampes de chauffage sont progressivement déplacées par rapport au four, de sorte que chaque charge d'anode, en un emplacement donné du four, est successivement préchauffée, soumise à la cuisson, puis refroidie. Ce type de fours est appelé « four à feu tournant » (« ring furnace » en anglais). Une fois les anodes refroidies, elles sont évacuées hors des alvéoles. En pratique, on constate que le degré de cuisson des anodes ainsi obtenu est variable, en particulier selon la position qu'occupait le bloc carboné 5 à cuire correspondant dans l'alvéole. En effet, la répartition du flux gazeux dans les cloisons n'est pas uniforme, de sorte que, en régime permanent, la majeure partie du flux gazeux s'écoule selon des chemins préférentiels, laissant une partie des parois de la cloison avec un contact faible - voire sans contact - avec ce flux gazeux. Il 10 s'ensuit que les blocs carbonés situés dans l'alvéole au voisinage de ces parties peu exposées au flux gazeux apportant l'énergie de chauffage sont moins cuits que les autres blocs carbonés empilés dans l'alvéole. Or, une anode insuffisamment cuite engendre, lors de son utilisation dans la cuve d'électrolyse, un certain nombre de problèmes tels que 15 la modification de paramètres de fonctionnement pouvant conduire à des instabilités ou la création de particules de carbone dans la cuve (« charbonaille »). Pour résoudre ces problèmes, une solution consiste à augmenter la puissance de chauffage de manière à ce que même les blocs carbonés 20 placés en position défavorable sur le plan de l'échange thermique puissent satisfaire aux exigences de qualité requises. En d'autres termes, avec cette solution, aucune anode n'est trop peu cuite, mais certaines anodes sont cuites au-delà de ce qui est nécessaire. Ceci entraîne une surconsommation énergétique, donc un surcoût. De plus, cette solution conduit souvent à un 25 endommagement prématuré des matériaux réfractaires constituant les parois des cloisons. En effet, les cloisons sont soumises fréquemment à de grands écarts de température et se détériorent en conséquence bien qu'elles soient faites en briques réfractaires. Elles doivent donc être remplacées périodiquement, et il n'est évidemment pas souhaitable de réduire encore leur 30 durée de vie. Une autre solution connue consiste à aménager les cloisons en y intégrant des moyens de répartition du flux gazeux visant à le rendre plus homogène. Toutefois, cette solution nécessite de modifier la structure même des cloisons, ce qui, en plus d'être coûteux, n'est pas toujours réalisable en 35 pratique et ne résout que partiellement le problème. Then the injected gases and / or products are sucked from the partitions by means of suction legs. During the baking process, the heating ramps are progressively displaced relative to the oven, so that each anode charge, at a given location of the oven, is successively preheated, subjected to baking, and then cooled. This type of furnace is called "ring furnace" ("ring furnace" in English). Once the anodes have cooled, they are evacuated out of the cells. In practice, it can be seen that the degree of firing of the anodes thus obtained is variable, in particular according to the position occupied by the corresponding carbon block 5 to be fired in the cell. Indeed, the distribution of the gas flow in the partitions is not uniform, so that in steady state, most of the gas flow flows along preferential paths, leaving part of the walls of the partition with a contact low - even without contact - with this gas flow. It follows that the carbonaceous blocks located in the cell in the vicinity of these portions with little exposure to the gas flow supplying the heating energy are less fired than the other carbonaceous blocks stacked in the cell. However, an undercured anode generates, during its use in the electrolytic cell, a certain number of problems such as the modification of operating parameters which can lead to instabilities or the creation of carbon particles in the tank (" charcoal "). To solve these problems, one solution is to increase the heating power so that even the carbon blocks 20 placed in an unfavorable position in terms of heat exchange can meet the required quality requirements. In other words, with this solution, no anode is too little cooked, but some anodes are cooked beyond what is necessary. This leads to excessive energy consumption, and therefore an additional cost. In addition, this solution often leads to premature damage of the refractory materials constituting the walls of the partitions. Indeed, partitions are frequently subject to large temperature differences and deteriorate accordingly although they are made of refractory bricks. They must therefore be replaced periodically, and it is obviously not desirable to further reduce their service life. Another known solution is to arrange the partitions by incorporating means of distribution of the gas stream to make it more homogeneous. However, this solution requires modifying the actual structure of the partitions, which, in addition to being expensive, is not always practically feasible and only partially solves the problem.
La présente invention vise à améliorer la qualité des anodes - ou plus généralement des blocs carbonés cuits - en particulier la constance de qualité et l'homogénéité des performances au sein d'un même bloc carboné et d'un bloc à l'autre, tout en remédiant aux inconvénients mentionnés ci-dessus. The present invention aims to improve the quality of anodes - or more generally cooked carbon blocks - in particular the consistency of quality and the homogeneity of performance within the same carbon block and from one block to the other, all by overcoming the disadvantages mentioned above.
A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention concerne un procédé de régulation de la cuisson de blocs carbonés dans une installation comprenant : - un four qui comporte des cloisons creuses longitudinales dans lesquelles peuvent circuler des gaz chauds de cuisson et définissant entre elles 10 des alvéoles de réception des blocs carbonés à cuire ; - et un système de chauffage tournant par rapport au four, qui comporte une rampe amont de plusieurs jambes de soufflage d'air dans les différentes cloisons, une rampe aval de plusieurs jambes d'aspiration de gaz depuis les différentes cloisons et, entre lesdites rampes de soufflage et 15 d'aspiration, au moins une rampe de chauffage pourvue d'au moins un organe de chauffage tel qu'un brûleur ou un injecteur de combustible par cloison, la ou les zones situées sous la ou les rampes de chauffage étant dites zones de chauffage forcé, une cloison située dans une zone de chauffage forcé étant parcourue par un gaz circulant entre une ouverture d'entrée et une ouverture 20 de sortie de ladite cloison. Selon une définition générale de l'invention, dans le but d'homogénéiser la cuisson des blocs carbonés dans une alvéole, le procédé comprend : a) la séparation fictive d'une cloison d'une zone de chauffage forcé 25 en plusieurs secteurs ; b) en fonction de la position d'un secteur considéré dans la cloison et de conditions de fonctionnement dans ladite cloison, la détermination, pour chaque secteur de ladite cloison, de la quantité d'énergie à apporter directement audit secteur ciblé pour l'obtention d'une cuisson sensiblement 30 identique des blocs carbonés reçus en différents endroits de l'alvéole adjacente à ladite cloison ; c) en fonction de la détermination réalisée à l'étape b), l'établissement d'une séquence de variation dans le temps d'au moins un paramètre opérationnel du ou des organes de chauffage de ladite cloison ; 35 d) la répétition de ladite séquence lors d'un cycle de chauffage. For this purpose, and according to a first aspect, the invention relates to a method for regulating the firing of carbonaceous blocks in an installation comprising: an oven which comprises longitudinal hollow partitions in which hot cooking gases can circulate and defining between they receive cells for receiving the carbonaceous blocks to be cooked; - And a heating system rotating relative to the furnace, which comprises an upstream ramp of several air blowing legs in the different partitions, a downstream ramp of several gas suction legs from the different partitions and, between said ramps at least one heating ramp provided with at least one heating element such as a burner or a fuel injector per partition, the zone or zones situated under the heating ramp (s) being said forced heating zones, a partition located in a forced heating zone being traversed by a gas flowing between an inlet opening and an outlet opening 20 of said partition. According to a general definition of the invention, for the purpose of homogenizing the firing of the carbonaceous blocks in a cell, the method comprises: a) the fictitious separation of a partition from a forced heating zone 25 into several sectors; (b) depending on the position of a sector considered in the bulkhead and the operating conditions in the said partition, determining, for each sector of the said partition, the quantity of energy to be supplied directly to the sector targeted for the purpose of obtaining substantially identical cooking of the carbon blocks received at different locations of the cell adjacent said partition; c) according to the determination made in step b), establishing a time variation sequence of at least one operational parameter of the heating member (s) of said partition; D) repeating said sequence during a heating cycle.
L'invention permet donc de gérer la cuisson de chaque secteur de façon spécifique et individuelle - tout en tenant compte des conséquences sur ledit secteur des apports en chauffage dans les autres secteurs. Ainsi, par exemple, le chauffage d'un secteur en amont entraîne généralement l'apport de chaleur dans un secteur adjacent en aval ; de façon similaire, le chauffage d'un secteur en bas entraîne généralement l'apport d'un minimum de chaleur au secteur situé au-dessus. II est à noter que les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport au sens du feu, qui est également le sens de déplacement du flux 10 gazeux. L'invention concerne aussi bien les fours comportant au moins un mur transversal que ceux qui n'en possèdent pas. Selon l'invention, les paramètres de chauffage sont propres à chaque secteur, et sont de plus variables dans le temps au cours d'un cycle de 15 chauffage (qui dure typiquement de l'ordre de 20 à 40 heures). Le principe à la base de l'invention est donc de cibler les secteurs où apporter de l'énergie, de façon à bien cuire chacun des blocs carbonés, dans toute l'alvéole, plutôt que de vouloir cuire grossièrement l'ensemble des anodes comme dans l'art antérieur. Il est à noter que le fait de cibler un secteur 20 pour lui apporter directement de l'énergie ne se traduit pas nécessairement par un déplacement de la flamme dans ledit secteur. Cet apport ciblé peut être obtenu par le fait que les gaz chauds de combustion sont localisés dans ledit secteur, suite au choix approprié des différents paramètres. De façon concrète, en fonction des conditions de fonctionnement 25 dans la cloison ou dans un secteur de ladite cloison, notamment de la température, par exemple, on peut jouer sur un paramètre du ou des organes de chauffage, ou plusieurs paramètres en combinaison, pour apporter de l'énergie de façon ciblée au secteur concerné. Bien entendu cet apport d'énergie a des conséquences dans d'autres secteurs, et ceci est pris en 30 compte pour les prochaines phases d'apport d'énergie de la séquence. Un avantage important de l'invention réside dans le fait qu'elle ne nécessite pas de modification structurelle de la cloison, et peut donc être mise en oeuvre sur une installation existante. Selon une réalisation possible, la séquence comprend une 35 succession de phases où les paramètres opérationnels du ou des organes de chauffage de ladite cloison sont sensiblement inchangés, les paramètres étant variables d'une phase à l'autre dans une même séquence, et la durée d'une phase est inférieure à 30 minutes, de préférence inférieure à 10 minutes. Un cycle de chauffage comporte quant à lui plusieurs séquences, de préférence identiques. The invention thus makes it possible to manage the cooking of each sector in a specific and individual way - while taking into account the consequences on the sector of heating inputs in the other sectors. For example, heating an upstream sector usually results in heat input to an adjacent downstream sector; similarly, heating a sector downwards generally results in the provision of a minimum of heat to the sector above. It should be noted that the terms "upstream" and "downstream" are defined with respect to the direction of fire, which is also the direction of movement of the gas stream. The invention also relates to ovens having at least one transverse wall and those that do not. According to the invention, the heating parameters are specific to each sector, and are moreover variable in time during a heating cycle (which typically lasts on the order of 20 to 40 hours). The principle underlying the invention is therefore to target the areas where to bring energy, so as to cook each of the carbon blocks, throughout the cell, rather than wanting to coarsely cook all the anodes as in the prior art. It should be noted that targeting a sector 20 to directly supply energy does not necessarily result in a displacement of the flame in said sector. This targeted contribution can be obtained by the fact that the hot combustion gases are located in said sector, following the appropriate choice of the various parameters. Concretely, depending on the operating conditions in the partition or in a sector of said partition, particularly the temperature, for example, it is possible to operate on a parameter of the one or more heating elements, or several parameters in combination, for provide targeted energy to the sector. Of course, this energy supply has consequences in other sectors, and this is taken into account for the next energy supply phases of the sequence. An important advantage of the invention lies in the fact that it does not require structural modification of the partition, and can therefore be implemented on an existing installation. According to one possible embodiment, the sequence comprises a succession of phases in which the operational parameters of the heating element or members of said partition are substantially unchanged, the parameters being variable from one phase to another in the same sequence, and the duration a phase is less than 30 minutes, preferably less than 10 minutes. A heating cycle comprises several sequences, preferably identical.
Plus particulièrement, la durée d'une phase peut être comprise entre 10 secondes et 5 minutes. Cette variation très rapide des paramètres opérationnels du ou des organes de chauffage favorise l'homogénéité de cuisson, et évite qu'un secteur se refroidisse. Le fait de passer assez fréquemment dans chaque secteur permet d'éviter le trop fort refroidissement des secteurs entre chaque passage de la flamme, mais également d'éviter les chauds/froids créant des contraintes thermiques. De plus, on évite la saturation thermique de la brique réfractaire constituant les parois des cloisons. En effet, à partir d'une certaine température, la brique atteint un palier de transmission thermique et le fait de chauffer davantage n'améliore pas le transfert thermique mais favorise la dégradation de la brique réfractaire. II reste toutefois important de passer assez de temps par cycle dans chaque secteur pour chauffer efficacement. La ou les conditions de fonctionnement dans ladite cloison peuvent comprendre au moins l'un parmi : la température des gaz circulant dans la cloison, la température des parois des cloisons de l'alvéole, la pression des gaz dans la cloison, le débit de l'écoulement des gaz (qui a pour effet notamment de chasser les gaz injectés vers l'aval), la concentration en oxygène et la concentration en monoxyde de carbone. Ces facteurs peuvent être obtenus par mesure directe ou par calcul, selon les cas. II peut s'agir d'une donnée ponctuelle ou d'une moyenne temporelle, ou d'une moyenne temporelle pondérée du temps passé dans chaque secteur, par exemple sur une phase de la séquence. Ces facteurs permettent de commander le ou les organes de chauffage en conséquence. Le ou les paramètres opérationnels du ou des organes de 30 chauffage de ladite cloison peuvent être choisis parmi : - la pression du combustible introduit dans la cloison par l'organe de chauffage ; la durée d'injection du combustible ; la quantité de combustible introduite ; 35 - le débit de combustible introduit ; - la répartition du combustible introduit par un organe de chauffage dans ladite cloison entre un organe amont et un organe aval ; - le diamètre de sortie de l'organe de chauffage ; la profondeur de l'organe de chauffage dans ladite cloison. More particularly, the duration of a phase can be between 10 seconds and 5 minutes. This very rapid variation of the operating parameters of the heating element or members promotes the homogeneity of cooking, and prevents a sector from cooling. The fact of passing quite frequently in each sector makes it possible to avoid the too strong cooling of the sectors between each passage of the flame, but also to avoid the hot / cold creating thermal stresses. In addition, it avoids the thermal saturation of the refractory brick constituting the walls of the partitions. Indeed, from a certain temperature, the brick reaches a thermal transmission stage and the fact of heating more does not improve the heat transfer but favors the degradation of the refractory brick. However, it remains important to spend enough time per cycle in each area to heat efficiently. The operating condition (s) in said partition may comprise at least one of: the temperature of the gases flowing in the partition, the temperature of the walls of the partitions of the cell, the pressure of the gases in the partition, the flow rate of the gas flow (which has the particular effect of expelling gases injected downstream), the oxygen concentration and the carbon monoxide concentration. These factors can be obtained by direct measurement or by calculation, as the case may be. It may be a point data or a time average, or a weighted time average of the time spent in each sector, for example on a phase of the sequence. These factors make it possible to control the heating element (s) accordingly. The operating parameter (s) of the heating element (s) of said partition may be chosen from: the pressure of the fuel introduced into the partition by the heating member; the duration of fuel injection; the quantity of fuel introduced; The fuel flow rate introduced; the distribution of the fuel introduced by a heating element into said partition between an upstream member and a downstream member; the outlet diameter of the heating member; the depth of the heating member in said partition.
En particulier, en jouant sur la pression du combustible, on peut atteindre un secteur bas sans trop chauffer le secteur situé au-dessus, c'est-à-dire le secteur situé entre l'organe de chauffage et ledit secteur bas. En jouant sur la durée d'injection du combustible (avec une durée d'impulsion variable dans le temps), on peut agir sur la longueur de flamme, donc obtenir un chauffage ciblé d'un secteur haut ou, au contraire, d'un secteur bas. La quantité de combustible introduite se traduit par la quantité de chaleur apportée au secteur ciblé. La répartition entre un organe amont et un organe aval de chauffage permet de favoriser le chauffage d'un secteur amont ou, au contraire, d'un secteur aval. En jouant sur la profondeur de l'organe de chauffage, on peut également favoriser le chauffage d'un secteur haut ou d'un secteur bas. Dans le cas où l'on joue sur un paramètre tel que la profondeur de l'injecteur ou le diamètre de sortie, on peut, en pratique, prévoir plusieurs injecteurs ou un injecteur multiple dans la cloison, éventuellement dans le même orifice, seul l'un d'eux fonctionnant au moment considéré. Dans le cas particulier de la profondeur, on peut prévoir un unique injecteur motorisé afin de faire varier sa profondeur dans la cloison. Par exemple, on peut prévoir une répartition globale du combustible introduit, en quantité de gaz, de 50% à 90% pour l'organe de chauffage amont et de 10% à 50% pour l'organe de chauffage aval. Plus précisément, dans une séquence, la répartition du combustible introduit, peut être : - de 75% à 95% pour l'organe de chauffage amont et de 5% à 25% pour l'organe de chauffage aval, pendant une durée comprise entre 50% 30 et 75% de la durée de la séquence ; - et de 5% à 25% pour l'organe de chauffage amont et de 75% à 95% pour l'organe de chauffage aval, pendant une durée comprise entre 25% et 50% de la durée de la séquence. De préférence, au cours d'une séquence, on apporte de l'énergie 35 directement à chacun des secteurs de la cloison au moins une fois. C'est-à-dire que chaque secteur est ciblé au moins une fois dans une séquence. En d'autres termes, il s'agit de chauffer l'intégralité de la cloison, que ce soit haut ou bas, amont ou aval. Avantageusement, au cours d'une séquence, on apporte plus fréquemment et/ou plus longtemps de l'énergie directement aux secteurs de la cloison dans lesquels le débit de l'écoulement de gaz est moindre. C'est dans ces secteurs que la cuisson des blocs carbonés est moins efficace, par exemple dans les coins en bas de la cloison. La quantité d'énergie nécessaire n'est pas la même pour chaque secteur, c'est pourquoi tous les secteurs n'ont pas besoin d'être ciblés à la même fréquence. In particular, by adjusting the fuel pressure, one can reach a low sector without overheating the sector above, that is to say the area between the heater and said low sector. By varying the duration of the fuel injection (with a variable pulse duration in time), it is possible to act on the flame length, thus to obtain a targeted heating of a high sector or, on the contrary, of a low sector. The amount of fuel introduced translates into the amount of heat supplied to the targeted sector. The distribution between an upstream member and a downstream heating member makes it possible to favor the heating of an upstream sector or, on the contrary, of a downstream sector. By varying the depth of the heating element, it is also possible to promote the heating of a high sector or a low sector. In the case where one plays on a parameter such as the depth of the injector or the output diameter, it is possible, in practice, to provide several injectors or a multiple injector in the partition, possibly in the same orifice, only the one of them running at the moment. In the particular case of the depth, one can provide a single motorized injector to vary its depth in the partition. For example, it is possible to provide an overall distribution of the fuel introduced, in the amount of gas, of 50% to 90% for the upstream heating element and of 10% to 50% for the downstream heating element. More precisely, in a sequence, the distribution of the introduced fuel may be: from 75% to 95% for the upstream heating element and from 5% to 25% for the downstream heating element, for a period of time between 50% 30 and 75% of the duration of the sequence; and from 5% to 25% for the upstream heating element and from 75% to 95% for the downstream heating element, for a duration of between 25% and 50% of the duration of the sequence. Preferably, during a sequence, energy is supplied directly to each of the sectors of the partition at least once. That is, each sector is targeted at least once in a sequence. In other words, it is to heat the entire wall, whether up or down, upstream or downstream. Advantageously, during a sequence, energy is supplied more frequently and / or longer directly to the sectors of the partition in which the flow rate of the gas flow is lower. It is in these areas that cooking carbon blocks is less efficient, for example in the corners at the bottom of the partition. The amount of energy required is not the same for each sector, so not all sectors need to be targeted at the same frequency.
De préférence, les phases d'une séquence sont définies de façon à éviter l'introduction de combustible dans un secteur dans lequel s'écoulent les fumées de combustion d'un autre secteur, car ces fumées sont pauvres en oxygène. Par exemple, au cours d'une phase, il peut être préférable de ne pas injecter le combustible immédiatement en aval du secteur où on a injecté du combustible dans la phase précédente. De façon concrète, on peut prévoir de mesurer ou de calculer la quantité d'oxygène ou de CO2 dans un secteur avant d'y introduire du combustible. Selon un mode de réalisation possible, on sépare fictivement ladite cloison en plusieurs secteurs dont au moins : un secteur amont haut, un secteur amont bas, un secteur aval haut et un secteur aval bas. Ces secteurs reflètent les inhomogénéités de transferts thermiques généralement constatées dans les cloisons de l'art antérieur. Pour améliorer encore l'homogénéité de cuisson, on peut également séparer fictivement ladite cloison en plusieurs secteurs dont au 25 moins : - un secteur amont haut, un secteur amont bas, et au moins un secteur amont intermédiaire - un secteur aval haut, un secteur aval bas, et au moins un secteur aval intermédiaire. 30 Le système de chauffage définit successivement, de l'aval vers l'amont, une zone de préchauffage forcé, une première zone de chauffage forcé et une deuxième zone de chauffage forcé. Typiquement, les séquences de variation dans le temps d'au moins un paramètre opérationnel du ou des organes de chauffage d'une cloison d'une 35 zone sont différentes entre lesdites zones. Le procédé peut être tel que : - dans une cloison de la zone de préchauffage forcé, on cible préférentiellement, pour l'apport direct de quantité d'énergie, les secteurs situés en amont et en bas. Ces secteurs clés sont ceux qui sont le plus facilement chauffés par les procédés de cuisson habituels (les secteurs moins bien chauffés étant l'aval et le haut). Dans cette zone de préchauffage forcé, on cherche à monter en température rapidement, donc on met en oeuvre une forte concentration sur les secteurs clés de la cloison ; - dans une cloison de la première zone de chauffage forcé, on cible les différents secteurs de façon sensiblement identique, pour l'apport direct de quantité d'énergie. Contrairement à la zone de préchauffage forcé, on a une concentration de chaleur moins forte sur les secteurs clés de la cloison. Le but dans cette première zone de chauffage forcé est de cuire les blocs carbonés ; - et/ou dans une cloison de la deuxième zone de chauffage forcé, on cible préférentiellement, pour l'apport direct de quantité d'énergie, les secteurs situés en aval et en haut. Ces secteurs sont ceux qui sont le moins chauffés par les procédés de cuisson habituels. Dans cette deuxième zone de chauffage forcé, on cherche à homogénéiser la cuisson, donc on renforce le chauffage dans les secteurs précités et on maintien la température dans les autres secteurs. Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un système de régulation de la cuisson de blocs carbonés dans une installation comprenant : - un four qui comporte des cloisons creuses longitudinales dans lesquelles peuvent circuler des gaz chauds de cuisson et définissant entre elles des alvéoles de réception des blocs carbonés à cuire ; et un système de chauffage tournant par rapport au four, qui comporte une rampe amont de plusieurs jambes de soufflage d'air dans les différentes cloisons, une rampe aval de plusieurs jambes d'aspiration de gaz depuis les différentes cloisons et, entre lesdites rampes de soufflage et d'aspiration, au moins une rampe de chauffage pourvue d'au moins un organe de chauffage tel qu'un brûleur ou un injecteur de combustible par cloison, la ou les zones situées sous la ou les rampes de chauffage étant dites zones de chauffage forcé, une cloison située dans une zone de chauffage forcé étant parcourue par un gaz circulant entre une ouverture d'entrée et une ouverture de sortie de ladite cloison. Preferably, the phases of a sequence are defined so as to avoid the introduction of fuel into a sector in which flue gases from another sector flow, since these fumes are poor in oxygen. For example, during a phase, it may be preferable not to inject the fuel immediately downstream of the sector where fuel was injected in the previous phase. Concretely, it is possible to measure or calculate the amount of oxygen or CO2 in a sector before introducing fuel. According to one possible embodiment, said partition is fictitiously separated into several sectors including at least: a high upstream sector, a low upstream sector, a high downstream sector and a low downstream sector. These sectors reflect the inhomogeneities of heat transfer generally found in the partitions of the prior art. To further improve the homogeneity of cooking, it can also fictitiously separate said partition into several sectors including at least: - a high upstream sector, a low upstream sector, and at least an intermediate upstream sector - a high downstream sector, a sector downstream, and at least one intermediate downstream sector. The heating system successively defines, from downstream to upstream, a forced preheating zone, a first forced heating zone and a second forced heating zone. Typically, the time variation sequences of at least one operational parameter of the one or more partition heating members of one zone are different between said zones. The method may be such that: in a partition of the forced preheating zone, the sectors located upstream and downstream are preferably targeted for the direct supply of energy quantity. These key sectors are those that are most easily heated by the usual cooking processes (the less well-heated sectors being downstream and up). In this forced preheating zone, it is sought to increase the temperature rapidly, so a high concentration is put on the key sectors of the partition; in a partition of the first forced heating zone, the different sectors are targeted in a substantially identical manner, for the direct supply of energy quantity. In contrast to the forced preheating zone, there is less heat concentration on the key areas of the partition. The purpose in this first forced heating zone is to cook the carbonaceous blocks; and / or in a partition of the second forced heating zone, the sectors situated downstream and at the top are preferably targeted for the direct supply of energy quantity. These areas are those that are least heated by the usual cooking processes. In this second forced heating zone, it is sought to homogenize the cooking, so the heating is reinforced in the aforementioned sectors and the temperature is maintained in the other sectors. According to a second aspect, the invention relates to a system for regulating the firing of carbonaceous blocks in an installation comprising: - an oven which comprises longitudinal hollow partitions in which hot cooking gases can circulate and defining receiving cells between them; carbon blocks to be cooked; and a heating system rotating relative to the furnace, which comprises an upstream ramp of several air blowing legs in the different partitions, a downstream ramp of several gas suction legs from the different partitions and, between said ramps of blowing and suction, at least one heating ramp provided with at least one heating element such as a burner or a fuel injector per partition, the zone or zones below the heating ramp or ramps being called heating zones. forced heating, a partition located in a forced heating zone being traversed by a gas flowing between an inlet opening and an outlet opening of said partition.
Dans le but d'homogénéiser la cuisson des blocs carbonés dans une alvéole adjacente à une cloison d'une zone de chauffage forcé séparée fictivement en plusieurs secteurs, le système comprend : - des moyens de détermination, en fonction de la position d'un secteur considéré dans la cloison et de conditions de fonctionnement dans ladite cloison, et pour chaque secteur de ladite cloison, de la quantité d'énergie à apporter directement audit secteur ciblé pour l'obtention d'une cuisson sensiblement identique des blocs carbonés reçus en différents endroits de l'alvéole adjacente à ladite cloison ; - des moyens pour établir une séquence de variation dans le temps d'au moins un paramètre opérationnel du ou des organes de chauffage de ladite cloison, en fonction de la détermination effectuée par les moyens de détermination ; - des moyens permettant de répéter ladite séquence lors d'un 15 cycle de chauffage. On décrit à présent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation possibles de l'invention, en référence aux figures annexées: La figure 1 est une vue partielle, en perspective, d'une installation 20 de cuisson d'anodes typique et plus particulièrement du four de cette installation ; La figure 2 est une vue de dessus du four, montrant également un système de chauffage typique ; La figure 3 est une représentation schématique en vue latérale des 25 cloisons situées au niveau du système de chauffage de la figure 2 ; La figure 4 est une vue d'une cloison du type à entretoises, séparée en six secteurs fictifs ; La figure 5 est une vue d'une cloison du type à chicanes, séparée en quatre secteurs fictifs ; 30 Les figures 6, 7 et 8 sont des diagrammes représentant le degré de cuisson des anodes selon leur position dans une alvéole, dans un four au fioul comprenant des cloisons du type sans chicanes et à entretoises. Ces données ont été obtenues par des mesures réalisées sur des anodes après leur cuisson. Les zones plus foncées représentent les zones les plus cuites. La 35 figure 6 représente les résultats de l'art antérieur, avec une injection de combustible selon des impulsions fixes. Les figures 7 et 8 sont relatives au procédé selon l'invention, avec des durées d'impulsion variables dans le temps ; Les figures 9 à 11 illustrent schématiquement une séquence possible, respectivement pour une cloison de la zone de préchauffage forcé, de la première zone de chauffage forcé, et de la deuxième zone de chauffage forcé, dans un four sans chicanes. Une installation de cuisson d'anodes comprend un four 1 à feu tournant. La description détaillée qui suit porte sur l'application de l'invention aux installations comprenant un four à chambres, telles qu'illustrées aux figures 1 à 3. L'invention n'est toutefois pas limitée à ce type de fours. En particulier, l'invention est également applicable aux installations comportant un four sans murs transversaux intermédiaires entre les murs d'extrémité. Le four 1 comprend une enceinte 2 calorifugée de forme sensiblement parallélépipédique, par rapport à laquelle on définit une direction longitudinale X et une direction transversale Y. Dans l'enceinte 2 sont disposés des murs transversaux 3 définissant des chambres C successives selon la direction X. Dans chaque chambre C sont prévues des cloisons 4 creuses disposées dans le sens longitudinal, formant entre elles des alvéoles 5 allongées. Chaque chambre C comporte ainsi plusieurs cloisons 4a à 4i, comme illustré sur la figure 2. Les cloisons 4 comprennent des parois latérales 6 minces généralement séparées par des entretoises 7 et/ou des chicanes 8. Les extrémités des cloisons creuses comportent des ouvertures 10 et sont encastrées dans des échancrures 9 des murs transversaux 3. Ces échancrures 9 sont elles-mêmes munies d'ouvertures 10' situées en regard des ouvertures 10 des cloisons 4, afin de permettre le passage des gaz circulant dans les cloisons 4 d'une chambre C à la suivante. Les cloisons 4 comprennent en outre des orifices 11 qui servent notamment à introduire des organes de chauffage (qui sont ici des injecteurs 30 mais pourraient également être des brûleurs de combustible), ou des jambes d'aspiration 12 d'une rampe d'aspiration 13 raccordée à un conduit principal 14 longeant le four 1, ou des jambes de soufflage d'air, etc. Comme on le voit plus particulièrement sur la figure 2, les chambres C forment une longue travée 15 dans la direction longitudinale, et le four 1 comprend typiquement deux travées parallèles, chacune ayant une longueur de l'ordre d'une centaine de mètres, délimitées par un mur central 16. Dans chaque travée 15, on a donc des lignes longitudinales de cloisons 4. Dans les alvéoles 5 sont empilés des blocs carbonés 17 crus, c'est-à-dire les anodes à cuire, et l'alvéole 5 est remplie d'un matériau granulaire ou pulvérulent (typiquement à base de coke), appelé « poussier » 18, qui entoure ces blocs 17 et les protège pendant leur cuisson. L'installation de cuisson d'anodes comprend également un système de chauffage, qui comporte typiquement : une rampe de soufflage amont 19 de plusieurs jambes de soufflage 20 d'air dans les différentes cloisons 4 d'une chambre C (par les orifices 11), deux ou trois rampes de chauffage 21, 22, 23 composée chacune d'un ou deux injecteurs 30 (ou brûleurs) de combustible par cloison, et une rampe d'aspiration aval 13 de plusieurs jambes d'aspiration 12 de gaz depuis les différentes cloisons 4 d'une chambre C (depuis les orifices 11). In order to homogenise the firing of the carbonaceous blocks in a cell adjacent to a partition of a fictitiously separate forced heating zone into several sectors, the system comprises: determination means, as a function of the position of a sector considered in the partition and operating conditions in said partition, and for each sector of said partition, the amount of energy to be supplied directly to said targeted sector to obtain a substantially identical firing of the carbon blocks received at different locations the cell adjacent to said partition; means for establishing a sequence of variation over time of at least one operational parameter of the heating element or members of said partition, as a function of the determination made by the determination means; means for repeating said sequence during a heating cycle. Several possible embodiments of the invention will now be described, by way of nonlimiting examples, with reference to the appended figures: FIG. 1 is a partial view, in perspective, of anode baking installation 20 typical and more particularly the furnace of this installation; Figure 2 is a top view of the oven, also showing a typical heating system; Fig. 3 is a schematic side view of the partitions at the level of the heating system of Fig. 2; Figure 4 is a view of a spacer type partition, separated into six fictitious sectors; Figure 5 is a view of a partition of the baffle type, separated into four fictitious sectors; Figures 6, 7 and 8 are diagrams showing the degree of firing of the anodes according to their position in a cell, in an oil furnace comprising partitions of the type without baffles and spacers. These data were obtained by measurements made on anodes after their cooking. Darker areas represent the most fired areas. Figure 6 shows the results of the prior art with fuel injection in fixed pulses. Figures 7 and 8 relate to the method according to the invention, with pulse durations varying in time; Figures 9 to 11 schematically illustrate a possible sequence, respectively for a partition of the forced preheating zone, the first forced heating zone, and the second forced heating zone, in a baffle free furnace. An anode baking plant comprises a furnace 1 with a rotating fire. The following detailed description relates to the application of the invention to installations comprising a chamber furnace, as illustrated in FIGS. 1 to 3. The invention is however not limited to this type of furnace. In particular, the invention is also applicable to installations comprising an oven without intermediate transverse walls between the end walls. The furnace 1 comprises an insulated enclosure 2 of substantially parallelepiped shape, with respect to which one defines a longitudinal direction X and a transverse direction Y. In the chamber 2 are arranged transverse walls 3 defining successive chambers C in the direction X. In each chamber C are provided hollow partitions 4 arranged in the longitudinal direction, forming between them elongate cells 5. Each chamber C thus comprises several partitions 4a to 4i, as illustrated in FIG. 2. The partitions 4 comprise thin lateral walls 6 generally separated by spacers 7 and / or baffles 8. The ends of the hollow partitions comprise openings 10 and are embedded in notches 9 of the transverse walls 3. These notches 9 themselves are provided with openings 10 'located opposite the openings 10 of the partitions 4, to allow the passage of gases flowing in the partitions 4 of a chamber C to the next. The partitions 4 further include orifices 11 which serve in particular to introduce heating elements (which here are injectors 30 but could also be fuel burners), or suction legs 12 of a suction ramp 13 connected to a main conduit 14 along the furnace 1, or air blower legs, etc. As seen more particularly in FIG. 2, the chambers C form a long span 15 in the longitudinal direction, and the furnace 1 typically comprises two parallel spans, each having a length of the order of one hundred meters, delimited by a central wall 16. In each bay 15, there are therefore longitudinal lines of partitions 4. In the cells 5 are stacked green carbon blocks 17, that is to say the anodes to be cooked, and the cell 5 is filled with a granular or powdery material (typically coke), called "dust" 18, which surrounds these blocks 17 and protects them during their cooking. The anode cooking installation also comprises a heating system, which typically comprises: an upstream blowing ramp 19 of several air blowing legs 20 in the various partitions 4 of a chamber C (through the orifices 11) , two or three heating ramps 21, 22, 23 each consisting of one or two injectors 30 (or burners) of fuel per partition, and a downstream suction ramp 13 of several suction legs 12 of gas from different partitions 4 of a chamber C (from the orifices 11).
Comme on le voit sur la figure 3, les différents éléments constitutifs du système de chauffage sont disposés à distance les uns des autres selon la configuration fixe typique suivante : la rampe de soufflage d'air 19 est située en entrée d'une chambre Cl donnée ; la première rampe 21 d'injecteurs 30 est disposée au-dessus de la cinquième chambre C5 en aval de la rampe de soufflage d'air 19, la deuxième rampe 22 d'injecteurs 30 est disposée au-dessus de la chambre C6 située immédiatement en aval de la première rampe 21 ; la troisième rampe 23 d'injecteurs 30 est disposée au-dessus de la chambre C7 située immédiatement en aval de la deuxième rampe 22 ; et la rampe d'aspiration 13 est située en sortie de la troisième chambre C10 en aval de la troisième rampe 23. Plus généralement, la position relative des différents éléments est toujours la même (à savoir, dans le sens du feu, la rampe de soufflage 19, les rampes d'injecteurs 21, 22, 23 et la rampe d'aspiration 13). Toutefois, l'espacement (en nombre de chambres) entre des éléments peut varier d'un four à l'autre. C'est ainsi que la première rampe 21 d'injecteurs 30 pourrait être positionnée au-dessus de la chambre C4 ou C3. Par ailleurs, la rampe d'aspiration 13 pourrait être située en sortie de la deuxième chambre en aval de la troisième rampe 23. En outre, le nombre de rampes de chauffage sur le four peut varier. As can be seen in FIG. 3, the various constituent elements of the heating system are arranged at a distance from one another according to the following typical fixed configuration: the air blowing ramp 19 is located at the entrance of a given chamber C1 ; the first ramp 21 of injectors 30 is disposed above the fifth chamber C5 downstream of the air blowing ramp 19, the second ramp 22 of injectors 30 is disposed above the chamber C6 immediately located in downstream of the first ramp 21; the third ramp 23 of injectors 30 is disposed above the chamber C7 located immediately downstream of the second ramp 22; and the suction ramp 13 is located at the outlet of the third chamber C10 downstream of the third ramp 23. More generally, the relative position of the different elements is always the same (ie, in the direction of fire, the ramp of blowing 19, the nozzle ramps 21, 22, 23 and the suction ramp 13). However, the spacing (in number of chambers) between elements can vary from one oven to another. Thus, the first ramp 21 of injectors 30 could be positioned above the chamber C4 or C3. Furthermore, the suction ramp 13 could be located at the outlet of the second chamber downstream of the third ramp 23. In addition, the number of heating ramps on the oven can vary.
Lors des opérations de cuisson, de l'air est soufflé par les jambes de soufflage 20. Cet air, mélangé au combustible primaire injecté par les rampes d'injecteurs 21, 22, 23 et au combustible secondaire produit par la cuisson des anodes, circule dans les lignes longitudinales de cloisons 4, de chambre en chambre, en suivant le chemin formé par les chicanes 8 - lorsqu'elles sont présentes - et en passant d'une cloison à une autre par les ouvertures 10, jusqu'à être aspiré par les jambes d'aspiration 12. Entre une jambe de soufflage 20 et une jambe d'aspiration 12 correspondante, on a donc une ligne de circulation de gaz 24 globalement longitudinale le long des cloisons 4 successives. Par « globalement longitudinale », on entend que le gaz circule, depuis une jambe de soufflage vers la jambe d'aspiration correspondante, selon la direction X de façon globale, tout en effectuant localement des mouvements. En particulier, lorsque les chicanes 8 sont présentes, ces mouvements s'apparentent à des ondulations, comme illustré sur la figure 3. Comme indiqué ci-dessus, le flux gazeux est constitué d'air, du gaz issu de la combustion du combustible liquide ou gazeux injecté, et des matières volatiles dégagées par les blocs carbonés 17. La chaleur produite par la combustion du combustible de chauffage (primaire) et des matières volatiles (combustible secondaire) dégagées par les blocs carbonés est transmise aux blocs carbonés 17 contenus dans les alvéoles 5, ce qui entraîne leur cuisson. During the cooking operations, air is blown by the blowing legs 20. This air, mixed with the primary fuel injected by the injector ramps 21, 22, 23 and with the secondary fuel produced by the firing of the anodes, circulates in the longitudinal lines of partitions 4, from chamber to chamber, following the path formed by the baffles 8 - when they are present - and passing from one partition to another through the openings 10, until sucked by the suction legs 12. Between a blowing leg 20 and a corresponding suction leg 12, there is therefore a generally longitudinal gas flow line 24 along the successive partitions 4. "Globally longitudinal" means that the gas flows from a blowing leg to the corresponding suction leg, in the X direction globally, while performing local movements. In particular, when the baffles 8 are present, these movements are similar to corrugations, as illustrated in FIG. 3. As indicated above, the gaseous flow consists of air, gas resulting from the combustion of the liquid fuel. or gaseous injected, and volatile matter released by the carbonaceous blocks 17. The heat produced by the combustion of the heating fuel (primary) and volatile matter (secondary fuel) released by the carbonaceous blocks is transmitted to the carbon blocks 17 contained in the cells 5, which leads to their cooking.
Un processus de cuisson de blocs carbonés, pour une chambre C donnée, comprend typiquement le chargement des alvéoles 5 de cette chambre C en blocs carbonés 17 crus, le chauffage de cette chambre C jusqu'à la température de cuisson des blocs carbonés 17 (typiquement de 1100 à 1200 °C), le refroidissement de la chambre C jusqu'à une température qui permette d'enlever les blocs carbonés cuits et le refroidissement de la chambre C jusqu'à la température ambiante. Le principe du feu tournant consiste à effectuer successivement le cycle de chauffage sur les chambres du four par un déplacement du système de chauffage. Ainsi, une chambre donnée passe successivement par des périodes de préchauffage naturel (par les gaz chauds circulant dans les cloisons), de chauffage forcé (incluant un préchauffage forcé) et de refroidissement. La zone de cuisson est formée par l'ensemble des chambres situées entre la rampe de soufflage et la rampe d'aspiration. Sur les figures 2 et 3 est représenté le sens du feu F. A process for firing carbonaceous blocks, for a given chamber C, typically comprises the charging of the cells 5 of this chamber C in green carbonaceous blocks 17, the heating of this chamber C to the firing temperature of the carbonaceous blocks 17 (typically from 1100 to 1200 ° C), the cooling of the chamber C to a temperature which makes it possible to remove the cooked carbonaceous blocks and the cooling of the chamber C to the ambient temperature. The principle of the rotating light is to successively carry out the heating cycle on the furnace chambers by a displacement of the heating system. Thus, a given chamber passes successively by periods of natural preheating (by the hot gases circulating in the partitions), forced heating (including forced preheating) and cooling. The cooking zone is formed by all the chambers located between the blowing ramp and the suction ramp. Figures 2 and 3 shows the direction of the fire F.
On décrit à présent les conditions régnant dans les différentes chambres C du four 1 au niveau desquelles est placé le système de chauffage à un instant donné, en se reportant aux figures 2 et 3. Les quatre premières chambres Cl à C4 suivant la rampe de soufflage 19 sont des zones dites de soufflage BL, respectivement BL4, BL3, BL2 et BL1. Il y règne une surpression. Les anodes qui y sont placées sont déjà cuites, et subissent un refroidissement, ce qui a pour conséquence d'augmenter la température de l'air soufflé, qui servira aux combustions. Les six chambres suivantes C5 à C10, jusqu'à la rampe d'aspiration 13, sont des zones en dépression. Sensiblement à la jonction entre ces deux blocs de chambres se situe le « point zéro » P0, c'est-à-dire un point où la pression dans le four 1 est sensiblement égale à la pression atmosphérique. Le point zéro est situé en amont de la première rampe de chauffage afin d'éviter le rejet des produits de combustion dans le milieu ambiant. The conditions prevailing in the various chambers C of the furnace 1 at which the heating system is placed at a given instant are described, with reference to FIGS. 2 and 3. The first four chambers C1 to C4 according to the blowing ramp 19 are so-called blowing zones BL, respectively BL4, BL3, BL2 and BL1. There is an overpressure. The anodes placed there are already cooked, and undergo cooling, which has the effect of increasing the temperature of the air blown, which will be used for combustion. The following six chambers C5 to C10, up to the suction ramp 13, are depressed areas. Substantially at the junction between these two blocks of chambers is the "zero point" PO, that is to say a point where the pressure in the furnace 1 is substantially equal to the atmospheric pressure. The zero point is located upstream of the first heating ramp to avoid the release of combustion products into the environment.
Il est prévu une rampe de prise de pression - dite rampe de point zéro 25 (PZR) - afin de réguler la pression au point zéro. Cette rampe 25 est positionnée de façon fixe par rapport au système de chauffage, en amont de la première rampe de chauffage 21, dans la zone de soufflage BL. Dans la réalisation représentée, la rampe de point zéro 25 est située au niveau des orifices 11 de la cloison 4 situés le plus en aval de la dernière chambre C4, BL1 située dans la zone de soufflage. Toutefois, cette rampe de point zéro 25 pourrait être placée en un autre point de la zone de soufflage BL. Dans la zone en dépression, on trouve successivement, de l'amont vers l'aval : - une zone de chauffage forcé HR au niveau des chambres C5, C6 et C7 situées sous les trois rampes de chauffage 21, 22, 23, comprenant dans les deux premières chambres C5, C6 une zone de chauffage forcé, respectivement HR3, HR2, puis dans la chambre suivante C7 une zone de préchauffage forcé HR1. La température de l'air préchauffé dans les zones de soufflage BL suffit à créer l'inflammation et la combustion du combustible ; - une zone de préchauffage naturel PN au niveau des chambres C8, C9 et C10, respectivement PN3, PN2 et PN1. Les gaz chauds issus de la zone de chauffage permettent l'inflammation des matières volatiles combustibles libérées par les blocs carbonés lors de leur préchauffage dans la zone de préchauffage. A pressure takeoff ramp - so-called zero point ramp (PZR) - is provided to regulate the pressure at the zero point. This ramp 25 is fixedly positioned relative to the heating system, upstream of the first heating ramp 21, in the blowing zone BL. In the embodiment shown, the zero point ramp 25 is located at the openings 11 of the partition 4 located further downstream of the last chamber C4, BL1 located in the blowing zone. However, this zero point ramp could be placed at another point in the blast zone BL. In the depressed zone, there is successively, from upstream to downstream: - a forced heating zone HR at the chambers C5, C6 and C7 situated under the three heating ramps 21, 22, 23, comprising in the first two chambers C5, C6 a forced heating zone, respectively HR3, HR2, then in the next chamber C7 a forced preheating zone HR1. The temperature of the preheated air in BL blow zones is sufficient to create ignition and fuel combustion; a natural preheating zone PN at the chambers C8, C9 and C10, respectively PN3, PN2 and PN1. The hot gases from the heating zone allow ignition of the combustible volatile materials released by the carbonaceous blocks during their preheating in the preheating zone.
La chambre C située juste après la rampe d'aspiration 13 (complètement à droite sur la figure 3), nommée chambre morte, est une chambre prête à recevoir des blocs carbonés crus 17, qui subira donc successivement, lorsque le système de chauffage sera déplacé dans le sens F : un préchauffage naturel (PN1, PN2 puis PN3), un préchauffage forcé (HR1), un chauffage forcé (HR2 puis HR3), puis un refroidissement (BL1, BL2, BL3 puis BL4), avant le déchargement des anodes cuites et refroidies. Un cycle HR dure typiquement de 20 à 40 heures, et il y a donc trois cycles de chauffage forcé (HR1, HR2, HR3). The chamber C located just after the suction ramp 13 (completely to the right in FIG. 3), called the dead chamber, is a chamber ready to receive green carbonaceous blocks 17, which will therefore be subjected successively when the heating system is moved. in direction F: natural preheating (PN1, PN2 then PN3), forced preheating (HR1), forced heating (HR2 then HR3), then cooling (BL1, BL2, BL3 then BL4), before unloading the anodes cooked and cooled. An HR cycle typically lasts 20 to 40 hours, so there are three cycles of forced heating (HR1, HR2, HR3).
Le système de chauffage comprend également un dispositif de mesure de la température, qui comporte typiquement au moins un pyromètre ou un thermocouple 26 par rampe de chauffage et par cloison, disposé chacun immédiatement en aval de chaque rampe de chauffage 21, 22, 23. Il est de plus prévu au moins une rampe de mesure 27 de pression et/ou de température (TPR), disposée entre la dernière rampe de chauffage 23 et la rampe d'aspiration 13, c'est-à-dire dans la zone PN. Dans la réalisation représentée sur les figures 2 et 3, on a une unique rampe TPR permettant de mesurer à la fois la température et la pression. Cette rampe est positionnée au niveau de la même chambre C10 que la rampe d'aspiration 13, c'est-à-dire dans la première chambre de préchauffage naturel PN1, par exemple dans l'orifice 11 le plus en amont de cette chambre. Afin d'homogénéiser la cuisson des blocs carbonés situés dans une alvéole 5 donnée, dans une zone de chauffage forcé HR, l'invention prévoit un procédé de régulation qui, pour l'essentiel, consiste à cibler plus particulièrement un secteur d'une cloison 4 présentant un besoin en chauffage, et à lui apporter directement la quantité d'énergie requise. Sont ainsi définies des phases de chauffage individuel d'un secteur particulier, avec des paramètres de chauffage de préférence constants dans une même phase, mais variables d'une phase à l'autre. L'ensemble des phases successives constitue une séquence qui se répète pendant un cycle de chauffage. Un cycle de chauffage est défini comme suit. Au début du cycle, la rampe de soufflage 19, la rampe d'aspiration 13, les rampes de chauffage 21, 22, 23 ainsi que les organes de mesure (ici la rampe de point zéro 25, les thermocouples 26, la rampe de mesure 27) sont placés au-dessus des orifices 11 appropriés, comme illustré par exemple sur la figure 3. A la fin du cycle, la rampe de chauffage amont est déplacée pour être placée au-dessus de la chambre située immédiatement en aval de la chambre au-dessus de laquelle se situe la rampe de chauffage la plus en aval. De plus, la rampe de soufflage 19, la rampe d'aspiration 13, et les organes de mesure sont chacun déplacés d'une chambre vers l'aval. En d'autres termes, tout ce passe comme si, globalement, l'ensemble était déplacé d'une chambre vers l'aval, même si l'ordre des rampes de chauffage 21, 22, 23 a été modifié. Un nouveau cycle de chauffage peut alors commencer. II ne s'agit pas, comme dans l'art antérieur, de considérer les blocs carbonés dans l'alvéole comme un tout à cuire, avec des paramètres d'injection fixes, mais de considérer l'alvéole - donc les cloisons qui la bordent - comme constituée de différents secteurs que l'on cherchera à cuire individuellement, indépendamment les unes des autres, grâce à des paramètres d'injection propres à chaque secteur. De façon concrète, une cloison 4 est séparée fictivement en 15 plusieurs secteurs. Selon un premier mode de réalisation, illustré sur la figure 4, la cloison 4 est séparée en six secteurs, à savoir : un secteur amont haut (A), un secteur amont intermédiaire (B), un secteur amont bas (C) ; un secteur aval haut (D), un secteur aval intermédiaire (E) et un secteur aval bas (F). Il s'agit 20 ici, à titre d'exemple, d'une cloison 4 dépourvue de chicanes, et possédant uniquement des entretoises 7. Dans ce type de cloisons, les gaz entrent par l'ouverture 10, située en partie haute, se répartissent sur la hauteur de la cloison, puis se regroupent vers l'ouverture 10 de sortie, également située en partie haute. Dans ces conditions, on comprend que les coins inférieurs de la 25 cloison 4 ne sont pas situés sur un chemin d'écoulement préférentiel des gaz, et que les blocs carbonés 17 adjacents à ces coins seront moins cuits que les autres. Selon un deuxième mode de réalisation, illustré sur la figure 5, la cloison 4 est séparée en quatre secteurs, à savoir : un secteur amont haut (A), 30 un secteur amont bas (C) ; un secteur aval haut (D) et un secteur aval bas (F). II s'agit ici, à titre d'exemple, d'une cloison 4 du type à chicanes 8. Dans ce type de cloison, les gaz sont contraints de suivre un chemin formant des ondulations, mais il n'en reste pas moins que certaines parties de la cloison sont davantage soumises au flux gazeux que d'autres. 35 Il est également possible de séparer la cloison 4 en un nombre différent de secteurs, par exemple en huit secteurs. The heating system also comprises a temperature measuring device, which typically comprises at least one pyrometer or a thermocouple 26 per heating ramp and per partition, each disposed immediately downstream of each heating ramp 21, 22, 23. is further provided at least one pressure and / or temperature measuring ramp 27 (TPR), disposed between the last heating ramp 23 and the suction ramp 13, that is to say in the PN area. In the embodiment shown in Figures 2 and 3, there is a single TPR ramp for measuring both temperature and pressure. This ramp is positioned at the same chamber C10 as the suction ramp 13, that is to say in the first natural preheating chamber PN1, for example in the opening 11 upstream of this chamber. In order to homogenize the firing of carbonaceous blocks located in a given cell 5, in a forced heating zone HR, the invention provides a control method which essentially consists of targeting a sector of a partition more particularly. 4 having a need for heating, and to bring him directly the amount of energy required. Are thus defined individual heating phases of a particular sector, with heating parameters preferably constant in the same phase, but variable from one phase to another. The set of successive phases constitutes a sequence which is repeated during a heating cycle. A heating cycle is defined as follows. At the beginning of the cycle, the blowing ramp 19, the suction ramp 13, the heating ramps 21, 22, 23 as well as the measuring members (here the zero point ramp 25, the thermocouples 26, the measuring ramp 27) are placed above the appropriate orifices 11, as illustrated for example in FIG. 3. At the end of the cycle, the upstream heating ramp is moved to be placed above the chamber immediately downstream of the chamber above which is the most downstream heating ramp. In addition, the blowing ramp 19, the suction ramp 13, and the measuring members are each moved from a chamber downstream. In other words, everything goes as if, overall, the assembly was moved from a chamber downstream, even if the order of the heating ramps 21, 22, 23 has been changed. A new heating cycle can then begin. It is not, as in the prior art, to consider the carbon blocks in the cell as a whole to cook, with fixed injection parameters, but to consider the cell - so the partitions that border - as consisting of different sectors that one will seek to cook individually, independently of each other, thanks to injection parameters specific to each sector. Concretely, a partition 4 is fictitiously separated into several sectors. According to a first embodiment, illustrated in FIG. 4, the partition 4 is divided into six sectors, namely: a high upstream sector (A), an intermediate upstream sector (B), a low upstream sector (C); a downstream high sector (D), an intermediate downstream sector (E) and a low downstream sector (F). It is here, for example, a partition 4 without baffles, and having only spacers 7. In this type of partitions, the gases enter through the opening 10, located in the upper part, is distribute over the height of the partition, then regroup to the outlet opening 10, also located in the upper part. Under these conditions, it is understood that the lower corners of the partition 4 are not located on a preferential gas flow path, and that the carbon blocks 17 adjacent to these corners will be less fired than the others. According to a second embodiment, illustrated in FIG. 5, the partition 4 is divided into four sectors, namely: a high upstream sector (A), a low upstream sector (C); a downstream high sector (D) and a downstream low sector (F). This is, for example, a partition 4 of the type baffles 8. In this type of partition, the gases are forced to follow a path forming undulations, but it remains nonetheless that some parts of the partition are more subject to gas flow than others. It is also possible to separate the partition 4 into a different number of sectors, for example into eight sectors.
Pour l'obtention d'un même degré de cuisson d'un bloc carboné, les secteurs présentent des besoins différents en apport d'énergie selon leur position dans la cloison 4. En effet, certains secteurs sont avantagés sur le plan de l'échange thermique, parce qu'ils se situent sur le chemin d'écoulement préférentiel des gaz chauds et/ou parce qu'ils bénéficient de l'énergie apportée à d'autres secteurs. Afin de remédier à ce problème d'inhomogénéité, le procédé de régulation de la cuisson selon l'invention prévoit de déterminer pour chaque secteur A-F de la cloison 4 la quantité d'énergie à lui apporter directement, de façon ciblée, pour que les blocs carbonés logés dans l'alvéole 5 adjacente aient, à l'issue du processus de cuisson et de refroidissement, sensiblement le même degré de cuisson. Cette détermination tient compte de la position du secteur A-F considéré dans la cloison 4, mais également de conditions de fonctionnement dans la cloison 4. En effet, les conditions de fonctionnement peuvent notamment influer sur la répartition du combustible injecté, donc sur les échanges thermiques. Ces conditions de fonctionnement comprennent au moins un facteur parmi : la température des gaz circulant dans la cloison 4 (qui peut être mesurée par un thermocouple 26), la température des parois de la cloison 4, la pression des gaz dans la cloison 4, le débit de l'écoulement des gaz, la concentration en oxygène et la concentration en monoxyde de carbone. En fonction de cette détermination du besoin en chauffage de chaque secteur A-F, sur un cycle de chauffage, le procédé selon l'invention prévoit d'établir une séquence de variation dans le temps d'au moins un paramètre opérationnel du ou des organes de chauffage de la cloison 4. Ces paramètres opérationnels comprennent typiquement : la pression du combustible introduit dans la cloison par l'injecteur 30, la durée d'injection du combustible (à savoir la durée de chaque injection de combustible, l'injection étant non continue), la quantité de combustible introduite, le débit du combustible introduit, la répartition du combustible introduit par un injecteur amont 30a et un injecteur aval 30b, le diamètre de sortie de l'injecteur 30, la profondeur de l'injecteur 30 dans la cloison 4. Selon le choix du ou des paramètres, il est possible d'apporter de l'énergie de façon ciblée à un secteur donné, les autres secteurs ne bénéficiant pas directement de cet apport de chaleur, mais bénéficiant toutefois des conséquences de cet apport de chaleur. In order to obtain the same degree of firing of a carbon block, the sectors have different needs for supply of energy according to their position in the partition 4. In fact, certain sectors are advantaged in terms of exchange. thermal, because they are located on the preferential flow path of hot gases and / or because they benefit from the energy supplied to other sectors. In order to remedy this problem of inhomogeneity, the method of regulating the cooking according to the invention provides for determining for each sector AF of the partition 4 the amount of energy to be supplied directly to it, in a targeted manner, so that the blocks At the end of the cooking and cooling process, the carbonaceous cells in the adjacent cell 5 have substantially the same degree of cooking. This determination takes into account the position of the sector A-F considered in the partition 4, but also of the operating conditions in the partition 4. Indeed, the operating conditions can in particular affect the distribution of the fuel injected, therefore the heat exchange. These operating conditions comprise at least one of: the temperature of the gases flowing in the partition 4 (which can be measured by a thermocouple 26), the temperature of the walls of the partition 4, the pressure of the gases in the partition 4, the flow rate of gas flow, oxygen concentration and carbon monoxide concentration. Based on this determination of the heating requirement of each sector AF, on a heating cycle, the method according to the invention provides for establishing a sequence of variation over time of at least one operational parameter of the heating element or elements. of the partition 4. These operational parameters typically include: the fuel pressure introduced into the partition by the injector 30, the fuel injection time (ie the duration of each fuel injection, the injection being non-continuous) , the quantity of fuel introduced, the flow rate of the fuel introduced, the distribution of the fuel introduced by an upstream injector 30a and a downstream injector 30b, the outlet diameter of the injector 30, the depth of the injector 30 in the partition 4 Depending on the choice of the parameter (s), it is possible to supply energy in a targeted way to a given sector, the other sectors not benefiting directly from this contribution of energy. but benefiting from the consequences of this heat input.
En particulier, il est possible de régler la longueur de la flamme du combustible et/ou la position du point chaud de cette flamme, notamment en fonction de la pression du combustible introduit dans la cloison par l'injecteur 30, et/ou de la durée d'injection du combustible. Ceci permet de cibler plutôt un secteur haut A, D avec une flamme courte (correspondant à des durées d'injection courtes), ou au contraire plutôt un secteur bas C, F, avec une flamme longue (correspondant à des durées d'injection longues). Pour contrôler le débit de combustible injecté, on modifie alors la fréquence des impulsions d'injection. In particular, it is possible to adjust the length of the fuel flame and / or the position of the hot spot of this flame, in particular as a function of the fuel pressure introduced into the partition by the injector 30, and / or the fuel injection time. This makes it possible to target rather a high sector A, D with a short flame (corresponding to short injection times), or rather a low sector C, F, with a long flame (corresponding to long injection times ). To control the injected fuel flow, the frequency of the injection pulses is then modified.
Par ailleurs, il est possible de favoriser le chauffage d'un secteur amont A, B, C ou au contraire d'un secteur aval D, E, F en fonction de la répartition du débit de combustible injecté par l'injecteur amont 30a ou par l'injecteur aval 30b. Un autre avantage du fait de cibler le secteur à chauffer est que, contrairement à l'art antérieur où les conditions d'injection sont constantes, le point chaud se déplace sur les parois de la cloison. Ainsi, on évite de solliciter tout particulièrement une portion de la cloison qui de ce fait subirait un vieillissement prématuré. On définit ainsi plusieurs phases successives de chauffage ciblé d'un secteur. De préférence, les phases ont une durée assez faible, généralement inférieure à 30 minutes, voire inférieure à 10 minutes. Par exemple, la durée d'une phase est comprise entre 10 secondes et 5 minutes. Ceci permet d'éviter de trop grands écarts de température dans un secteur, puisque les différents secteurs n'ont pas le temps de trop se refroidir. Moreover, it is possible to favor the heating of an upstream sector A, B, C or, on the contrary, of a downstream sector D, E, F as a function of the distribution of the fuel flow injected by the upstream injector 30a or by the downstream injector 30b. Another advantage of targeting the sector to be heated is that, contrary to the prior art where the injection conditions are constant, the hot spot moves on the walls of the partition. Thus, it avoids particularly solicit a portion of the partition which would therefore undergo premature aging. Several successive phases of targeted heating of a sector are thus defined. Preferably, the phases have a relatively short duration, generally less than 30 minutes, or even less than 10 minutes. For example, the duration of a phase is between 10 seconds and 5 minutes. This avoids too large temperature differences in a sector, since the different sectors do not have time to cool too much.
La succession de ces phases constitue une séquence qui est répétée pendant tout le cycle de chauffage. La séquence est établie de façon à respecter un certain nombre de principes généraux avantageux. Ainsi, au cours d'une séquence, chacun des secteurs A-F est ciblé au moins une fois, c'est-à-dire qu'il reçoit de l'énergie directement et non comme une conséquence du chauffage apporté à d'autres secteurs. Egalement, on veille à apporter plus fréquemment et/ou plus longtemps de l'énergie directement aux secteurs de la cloison dans lesquels le débit de l'écoulement de gaz est moindre. Ces secteurs sont en effet défavorisés sur le plan de l'échange thermique, et cela est compensé par un apport accru d'énergie. Par ailleurs, au sein de la séquence, on évite de prévoir une phase au cours de laquelle du combustible est injecté dans un secteur dans lequel s'écoulent les fumées de combustion d'un autre secteur, car cela nuirait à la combustion du combustible injecté, et donc à l'apport d'énergie au secteur ciblé. Afin d'optimiser la régulation du degré de cuisson, il est avantageux d'adapter la séquence à la zone de chauffage forcé HR considérée, car les phénomènes intervenant dans les zones HR1, HR2 et HR3 sont différents. Ainsi : - dans une cloison de la zone de préchauffage forcé HR1, on cherche à monter en température rapidement et, à cet effet, on cible préférentiellement, pour l'apport direct de quantité d'énergie, les secteurs situés en amont et en bas ; - dans une cloison de la première zone de chauffage forcé HR2, on cherche à cuire les blocs carbonés et, à cet effet, on cible les différents secteurs de façon sensiblement identique, pour l'apport direct de quantité d'énergie ; - dans une cloison de la deuxième zone de chauffage forcé HR3, on cherche à homogénéiser la cuisson et, à cet effet, on cible préférentiellement, pour l'apport direct de quantité d'énergie, les secteurs situés en aval et en haut. Les figures 6 à 8 illustrent l'amélioration de l'homogénéité de 20 cuisson obtenue grâce à l'invention. Les figures 6 à 8 correspondent à une série d'essais, sur des cloisons sans chicanes et avec entretoises, avec du fioul comme combustible. Sur un cycle de 30h, il a été procédé à un préchauffage forcé pendant 30h. Les blocs carbonés ont été soumis à une température de 1190°C pendant 60h. 25 Après la cuisson, des carottes ont été prélevées dans les anodes cuites qui occupaient des positions différentes dans l'alvéole. L'analyse cristallographique de ces carottes permet d'évaluer le degré de cuisson, qui est ensuite associé à la position de cette partie d'anode dans l'alvéole. Ceci permet d'obtenir les diagrammes des figures 6 à 8, qui montrent le degré de 30 cuisson en fonction de la partie de cloison considérée, les zones les plus foncées correspondant aux zones les plus cuites. La figure 6 correspond à un essai de cuisson avec des impulsions d'injection de combustible fixes. Ceci reflète l'hétérogénéité de cuisson de l'art antérieur. 35 Avec des impulsions d'injection de combustible variables, conformément à l'invention, c'est-à-dire en faisant varier la longueur de flamme dans le temps, on constate une homogénéité de cuisson améliorée, mais également un degré de cuisson moyen plus important (figures 7 et 8). Les figures 7 et 8 correspondent à des tests effectués à des moments différents, mais avec des conditions d'essais identiques. The succession of these phases constitutes a sequence which is repeated throughout the heating cycle. The sequence is set to respect a number of advantageous general principles. Thus, during a sequence, each of the sectors A-F is targeted at least once, that is to say that it receives energy directly and not as a consequence of the heating provided to other sectors. Also, it is ensured to provide more frequently and / or longer energy directly to the sectors of the partition in which the flow rate of the gas flow is less. These sectors are indeed disadvantaged in terms of heat exchange, and this is offset by an increased supply of energy. Furthermore, within the sequence, it is avoided to provide a phase during which fuel is injected into a sector in which flue gases from another sector are flowing, as this would adversely affect the combustion of the injected fuel. , and therefore to the supply of energy to the targeted sector. In order to optimize the regulation of the degree of cooking, it is advantageous to adapt the sequence to the forced heating zone HR considered, since the phenomena occurring in the zones HR1, HR2 and HR3 are different. Thus: in a partition of the forced preheating zone HR1, it is sought to increase the temperature rapidly and, for this purpose, the sectors located upstream and downstream are preferably targeted for the direct supply of energy quantity. ; in a partition of the first forced heating zone HR2, it is desired to bake the carbonaceous blocks and, for this purpose, the different sectors are targeted in a substantially identical manner, for the direct supply of quantity of energy; - In a wall of the second forced heating zone HR3, it is sought to homogenize the cooking and, for this purpose, it is preferentially targeted, for the direct supply of energy, the downstream and upstream sectors. Figures 6 to 8 illustrate the improved cooking homogeneity achieved by the invention. Figures 6 to 8 correspond to a series of tests, on partitions without baffles and spacers, with fuel oil as fuel. On a 30-hour cycle, forced preheating was carried out for 30 hours. The carbonaceous blocks were subjected to a temperature of 1190 ° C for 60h. After cooking, cores were taken from the cooked anodes which occupied different positions in the cell. The crystallographic analysis of these cores makes it possible to evaluate the degree of cooking, which is then associated with the position of this anode portion in the cell. This makes it possible to obtain the diagrams of FIGS. 6 to 8, which show the degree of cooking as a function of the part of the partition considered, the darkest zones corresponding to the most fired zones. Figure 6 corresponds to a baking test with fixed fuel injection pulses. This reflects the cooking heterogeneity of the prior art. With variable fuel injection pulses according to the invention, that is to say by varying the flame length in time, improved cooking homogeneity is observed, but also an average degree of cooking. more important (Figures 7 and 8). Figures 7 and 8 correspond to tests performed at different times, but with identical test conditions.
Les figures 9 à 11 illustrent schématiquement une séquence possible, respectivement pour une cloison de la zone de préchauffage forcé HR1, de la première zone de chauffage forcé HR2, et de la deuxième zone de chauffage forcé HR3, dans un four sans chicanes, où une cloison est séparée fictivement en 6 zones. La durée pendant laquelle un secteur est ciblé est de l'ordre de quelques dizaines de secondes, par exemple 30 secondes. Ainsi, comme illustré sur la figure 9, une séquence possible pour la zone de préchauffage forcé HR1 est : C, A, E, C, F, D, C, B, C, A, B, F. En d'autres termes, au cours d'une séquence, le secteur A est ciblé 2 fois, le secteur B est ciblé 2 fois, le secteur C est ciblé 4 fois, le secteur D est ciblé 1 fois, le secteur E est ciblé 1 fois, et le secteur F est ciblé 2 fois. Comme illustré sur la figure 10, une séquence possible pour la première zone de chauffage forcé HR2 est : C, A, F, B, E, C, D, F. En d'autres termes, au cours d'une séquence, le secteur A est ciblé 1 fois, le secteur B est ciblé 1 fois, le secteur C est ciblé 2 fois, le secteur D est ciblé 1 fois, le secteur E est ciblé 1 fois, et le secteur F est ciblé 2 fois. Enfin, comme illustré sur la figure 11, une séquence possible pour la deuxième zone de chauffage forcé HR3 est : F, C, D, F, C, A. En d'autres termes, au cours d'une séquence, le secteur A est ciblé 1 fois, le secteur B n'est jamais ciblé, le secteur C est ciblé 2 fois, le secteur D est ciblé 1 fois, le secteur E n'est jamais ciblé, et le secteur F est ciblé 2 fois. Ainsi, l'invention apporte une amélioration déterminante à la technique antérieure, en permettant d'obtenir une cuisson homogène des anodes, par l'adaptation de la fourniture d'énergie thermique au besoin de chaque secteur des cloisons séparant les alvéoles de réception des blocs carbonés à cuire. Un autre avantage de l'invention est de permettre une diminution de la consommation d'énergie grâce à une meilleure utilisation du combustible. De plus, le fait de moins chauffer les cloisons de façon globale limite la création de points chauds où les parois des cloisons sont particulièrement sollicitées. FIGS. 9 to 11 schematically illustrate a possible sequence, respectively for a partition of the forced preheating zone HR1, of the first forced heating zone HR2, and of the second forced heating zone HR3, in a baffle-free furnace, where a partition is fictitiously separated into 6 zones. The duration during which a sector is targeted is of the order of a few tens of seconds, for example 30 seconds. Thus, as illustrated in FIG. 9, a possible sequence for the forced preheating zone HR1 is: C, A, E, C, F, D, C, B, C, A, B, F. In other words , in a sequence, sector A is targeted 2 times, sector B is targeted 2 times, sector C is targeted 4 times, sector D is targeted 1 time, sector E is targeted 1 time, sector 1 is targeted sector F is targeted 2 times. As illustrated in FIG. 10, a possible sequence for the first forced heating zone HR2 is: C, A, F, B, E, C, D, F. In other words, during a sequence, the Sector A is targeted 1 time, Sector B is targeted 1 time, Sector C is targeted 2 times, Sector D is targeted 1 time, Sector E is targeted 1 time, Sector F is targeted 2 times. Finally, as illustrated in FIG. 11, a possible sequence for the second forced heating zone HR3 is: F, C, D, F, C, A. In other words, during a sequence, sector A is targeted 1 time, sector B is never targeted, sector C is targeted 2 times, sector D is targeted 1 time, sector E is never targeted, sector F is targeted 2 times. Thus, the invention provides a decisive improvement to the prior art, by making it possible to obtain homogeneous anode baking, by adapting the supply of thermal energy to the needs of each sector of the partitions separating the receiving cells from the blocks. carbonates to cook. Another advantage of the invention is to allow a reduction in energy consumption through better use of the fuel. In addition, the fact of less heat the bulkheads overall limits the creation of hot spots where the walls of the partitions are particularly stressed.
II va de soi que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus à titre d'exemples mais qu'elle comprend tous les équivalents techniques (notamment les cloisons avec chicanes) et les variantes des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons. It goes without saying that the invention is not limited to the embodiments described above as examples but that it includes all the technical equivalents (in particular partitions with baffles) and the variants of the means described as well as their combinations.
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4284404A (en) * | 1979-02-05 | 1981-08-18 | Genevois Jean L | Continuous ring baking furnaces of the Hoffmann type |
DD280377A1 (en) * | 1989-03-03 | 1990-07-04 | Elektrokohle Lichtenberg Veb | METHOD FOR TEMPERATURE CONTROL OF A UNDERFLURRING CHAMBER OVEN |
FR2777072A1 (en) * | 1998-04-03 | 1999-10-08 | Pechiney Aluminium | METHOD AND DEVICE FOR REGULATING ROTATING FIRE COOKING OVENS |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
CD | Change of name or company name |
Owner name: RIO TINTO ALCAN INTERNATIONAL LIMITED, CA Effective date: 20121127 |
|
ST | Notification of lapse |
Effective date: 20140331 |