CHAMBRE DE POSTCOMBUSTION
Le fonctionnement d’un four électrique d’aciérie provoque l’émission de gaz combustibles, principalement du monoxyde de carbone et de l’hydrogène.
La sécurité impose de brûler ces gaz aussi rapidement que possible.
L’implantation d’une chambre de postcombustion au plus près du four permet d’atteindre cet objectif.
Les puissances évacuées par cet appareil sont moyennes (de quelques dizaines à quelques centaines de kW/m2).
Les moyens de calcul modernes que nous possédons permettent d’étudier parfaitement ces équipements :
* Nos programmes de calcul thermique déterminent avec précision les températures des parois interne et externe des tubes et donc les débits d’eau nécessaires.
* Dans le cas d’une implantation dans une installation existante, nos programmes de calcul hydraulique permettent de concevoir l’appareil avec des pertes de charge adaptées au réseau d’eau existant (il n’y a pas de perte d’énergie inutile et coûteuse dans des organes d’équilibrage).
* Dans le cas d’une installation neuve, ces mêmes programmes de calcul permettent également d’effectuer le choix des pompes et de dimensionner les tuyauteries d’alimentation et de retour.
Nous définissons, et fournissons si besoin, les organes de réglage et l’instrumentation indispensables.
Une assistance au client est prévue lors du montage et de la mise en service.
Un rapport de mise en route et une notice d’utilisation tenant compte des conditions particulières d’implantation lui sont fournis.
Ainsi calculé, réalisé et mis en service, la fiabilité de cet équipement est parfaitement assurée.
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CONDUITS DE FUMÉE REFROIDIS
Les conduits de fumée refroidis d’un four électrique constituent un élément essentiel du dépoussiérage :
* Les températures des fumées en sortie de l’installation doivent être conformes aux valeurs prévues.
* Les débits d’eau alimentant les différents éléments doivent être adaptés aux puissances évacuées par chacun d’eux.
* Les pertes de charge des appareils (ou groupes d’appareils en série) doivent être égales à celles des autres appareils présents dans le circuit. En effet, si ce n’est pas le cas, des pertes d’énergie motrice inutiles et coûteuses se produisent dans des organes d’équilibrage. Ces pertes de charge doivent également être en accord avec les caractéristiques des pompes.
* Les épaisseurs des tubes doivent être choisies en tenant compte des charges thermiques supportées et des phénomènes d’abrasion liés à la nature et à la vitesse des fumées.
* Les impératifs de nettoyage doivent aussi être pris en compte dès la conception des appareils.
Une attention particulière doit être également apportée aux risque d’apparition de dioxines par synthèse de novo.
Il convient donc de refroidir très énergiquement les fumées entre 450 et 250°C.
Ceci peut être réalisé :
* par trempe
* par dilution avec de l’air froid
Notre expérience et nos moyens d’étude nous permettent de proposer à nos clients des installations pleinement satisfaisantes sur tous ces points.
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CUVES DE FOUR A PANNEAUX
Une cuve de four électrique est constituée de 2 parties principales :
* 1 fond de cuve garni de réfractaire
* 1 partie haute équipée de panneaux refroidis
Ce haut de cuve comprend principalement :
* L’armature tubulaire assurant le maintien et l’alimentation en eau des panneaux
* L’ensemble des panneaux
* La porte de décrassage avec son tunnel
* Les accessoires divers : flexibles, raccords, vannes, etc…
Il est de plus en plus fréquent qu’un aciériste souhaite remplacer cette partie haute ou disposer d’un deuxième haut de cuve facilement échangeable.
Dans ce cas, nous assurons à notre client :
* L’étude complète, c’est-à-dire :
- les calculs thermiques et hydrauliques avec détermination de la forme et du nombre de panneaux
- l’établissement des plans (réalisés en DAO) avec leurs nomenclatures
* La fabrication en nos ateliers de l’armature tubulaire et des panneaux.
* La mise en place et le raccordement en eau des panneaux (avec leurs flexibles, vannes et raccords).
* L’épreuve hydraulique de l’ensemble.
* Le passage au banc d’essai, ce qui permet de :
- mesurer et vérifier la vitesse de l’eau dans chaque panneau
- établir la courbe de perte de charge de l’ensemble
* La livraison du haut de cuve chez notre client. Dans le cas de grands diamètres, il est livré en 2 parties facilement réassemblées sur place.
Commentaires :
* Le haut de cuve est donc livré prêt à être raccordé, sans nécessiter d’autre intervention que sa mise en place et son calage sur la partie basse de la cuve. En effet, tous les panneaux restent en place pendant le transport et l’opération de montage.
Le changement du haut de cuve peut donc être effectué en quelques heures.
* Nous accordons un soin tout particulier à l’accessibilité et à la facilité de démontage ultérieur des panneaux.
* Toute l’armature tubulaire est refroidie, ce qui exclut tout échauffement et toute déformation de cette partie.
* Chaque panneau bénéficie de nos méthodes de calcul. Son débit d’eau est donc adapté aux charges thermiques qu’il reçoit et sa durée de vie est maximale.
* Le délai global “étude et réalisation” est de 6 à 8 mois.
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VOUTES DE FOUR REFROIDIES
Les voûtes refroidies des fours électriques sont soumises à diverses sollicitations :
* d’origine thermique : rayonnement, amorçages…
* d’origine mécanique : abrasion des tubes placés au bord du trou d’aspiration des fumées, poinçonnement du tube situé au-dessus du bord de la cuve…
Malgré ces contraintes, ces appareils doivent posséder une fiabilité suffisante.
Ceci est obtenu par les moyens suivants :
* l’adaptation aux charges thermiques reçues des vitesses d’eau de chaque circuit (de 1 à 7 m/s)
* un écartement éventuel entre tubes permettant de retenir les projections de laitier réduisant ainsi la charge thermique reçue et les risques d’amorçage
* le rechargement préventif anti-usure des tubes soumis à l’abrasion
* l’adaptation des épaisseurs des tubes aux contraintes mécaniques subies
Nos programmes de calcul thermique permettent de calculer les températures des parois internes et externes des tubes et de s’assurer que les valeurs atteintes ne provoquent ni ébullition ni fatigue thermique excessive.
Avant de quitter nos ateliers, chaque voûte est testée sur notre banc d’essai. Les vitesses d’eau dans chaque circuit sont vérifiées et la courbe de perte de charge de la voûte est établie.
Les tubes employés pour la construction sont des tubes sans soudure spécialement élaborés pour le transport de fluides à températures élevées. Les caps que nous utilisons sont forgés à chaud suivant nos spécifications.
Les procédures de montage et les modes opératoires de soudage utilisés sont de la plus haute qualité possible.
Nous assistons nos clients lors de la mise en service et vérifions le parfait fonctionnement de l’ensemble.
En final, la qualité de nos prestations d’étude et de fabrication assure à nos clients le coût en exploitation le plus bas possible.
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COUVERCLES REFROIDIS DE FOUR SOUS VIDE
Les couvercles refroidis de four sous vide doivent satisfaire les principaux critères suivants :
* un refroidissement efficace et contrôlé de toutes les parties du couvercle pour éviter des surchauffes locales, des déformations et, à la longue, des fissures
* des vitesses d’eau suffisantes dans tous les circuits pour éviter la formation de dépôts
* des contraintes internes correctement évaluées et limitées pour éviter également l’apparition de déformations et de fissurations locales
* une étanchéité au vide satisfaisante et durable
* des caractéristiques hydrauliques (perte de charge) parfaitement adaptées au circuit d’eau (pompes, tuyauteries et autres appareils placés dans le même circuit)
* un échauffement de l’eau compatible avec les caractéristiques du traitement d’eau
* posséder des dispositifs permettant la surveillance et le contrôle des opérations de production à l’intérieur du four
Notre société possède les moyens d’études, de fabrication et d’essai permettant de fournir des appareils satisfaisant pleinement ces exigences.
Les avantages procurés à nos clients sont principalement :
* l’amélioration de la sécurité d’emploi
* une meilleure disponibilité de l’équipement
* une maintenance réduite
* une durée de vie de l’équipement augmentée
* une ergonomie et un confort des opérateurs améliorés
* une consommation d’énergie minimale des moteurs des pompes
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ESSAI ET CONTROLE D’APPAREILS REFROIDIS
Tous les appareils que nous fabriquons subissent un test sur notre banc d’essai.
Au cours de cet essai :
* nous mesurons la vitesse de l’eau dans chaque circuit
* nous mesurons la perte de charge globale de l’appareil
Ces mesures permettent de vérifier, avant livraison, l’absence de tout problème de conception et de fabrication (vitesses d’eau et pertes de charge conformes aux calculs effectués).
Par ailleurs, tous nos appareils sont équipés de piquages pour mise en place de sondes de température en sortie de chaque circuit (+ 1 à l’entrée de l’appareil).
Les valeurs de Δt eau en service et les débits d’eau mesurés lors du passage au banc d’essai permettent :
* de calculer, après mise en service de l’appareil, la charge thermique effectivement reçue par chaque circuit (débit d’eau x Δt eau)
* de vérifier la justesse des hypothèses et des calculs théoriques effectués
* de modifier par la suite les appareils de rechange afin d’améliorer encore leur fiabilité
Nous pouvons aussi réaliser cet essai sur vos appareils déjà en place. Nous disposons en effet d’un groupe d’essai mobile dont le débit est ajustable de 10 à 450 m3/h ainsi que des équipements de mesure portatifs nécessaires pour la mesure des vitesses d’eau et des pertes de charge.
Nous pouvons ainsi appréhender les conditions de circulation d’eau à l’intérieur d’un même appareil ou d’un groupe d’appareils, vous remettre nos recommandations en vue d’amélioration éventuelle et vous conseiller au mieux en cas de remplacement.
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ETUDE D’APPAREILS REFROIDIS
Le design des appareils refroidis nécessite de prendre en compte principalement :
* les exigences géométriques liées au process : encombrement, débits de fumées…
* les contraintes mécaniques d’origine thermique
* les phénomènes d’abrasion liées à la composition et à la vitesse des fumées, aux turbulences…
* les caractéristiques du circuit d’eau : débit, pression, qualité de l’eau, type de circuit…
Pour réaliser ces études, nous disposons des moyens suivants :
* logiciels de dessin 2D et 3D
* logiciels de calculs thermo-mécaniques par éléments finis
* outils informatiques développés en interne
Lorsque nous étudions un appareil neuf ou examinons un appareil en service, nos programmes de calcul thermique permettent de déterminer les températures des parois interne et externe des tubes.
Ceci est indispensable pour :
* éliminer tout risque d’ébullition et de caléfaction à la surface interne du tube qui provoquerait une chute de l’échange par convection et une montée très rapide du tube à des températures très élevées (au-delà de 900° C)
* éviter toute fatigue thermique excessive à la surface externe du tube qui entraînerait rapidement l’apparition de fissures transversales
Nos programmes de calcul hydraulique permettent, en relation avec les programmes de calcul thermique :
* d’optimiser le dessin des circuits afin d’adapter les vitesses d’eau aux puissances reçues (sur une voûte refroidie, par exemple, les vitesses d’eau peuvent varier de 1 à 7 m/s selon les circuits)
* d’utiliser au mieux l’énergie motrice fournie par les pompes : il n’y a pas d’organes d’équilibrage inutiles et la perte de charge globale de chaque appareil est calculée à l’avance et bien maîtrisée
* de définir le choix des pompes et de dimensionner les tuyauteries d’alimentation et de retour
Nous proposons à nos clients aussi bien l’étude d’équipements neufs que la recherche et la mise en place de solutions aux problèmes rencontrés sur des installations existantes.
Cette dernière action nous est très souvent demandée pour résoudre des problèmes de surchauffe et remédier à des défaillances répétées d’appareils.
L’utilisation de nos moyens de calcul modernes et notre expérience apportent la fiabilité, l’économie et la sécurité d’emploi à ces appareils complexes.
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PALONNIERS ALLEGES, CHAPES & CROCHETS LAMELLAIRES EN TITANE
L’augmentation de la capacité de levage et de la sécurité d’emploi des ponts roulants est une préoccupation majeure de l’industrie sidérurgique.
En dehors des solutions classiques de remplacement ou de surclassement des ponts, il est souvent possible d’alléger les apparaux placés entre le pont et la charge elle-même : palonnier intermédiaire, chapes, crochets lamellaires, etc…
En utilisant l’optimisation permise par les calculs par éléments finis et, éventuellement, les performances des alliages de titane, il est possible d’alléger considérablement ces éléments, tout en améliorant leur sécurité d’emploi et leur durée de vie.
Note sur l’emploi du titane
Les alliages de titane possèdent des propriétés remarquables : légèreté, caractéristiques mécaniques, résistance à la fatigue,
résistance à l’effet d’entaille…
Ces propriétés permettent de réaliser des apparaux d’une masse souvent 4 fois moins élevée que leurs homologues en acier.
Note sur les chapes
Nous étudions et réalisons en nos ateliers des chapes forgées (en acier ou en titane) très légères et dont la sécurité d’emploi
est bien supérieure aux chapes soudées.
Notre prestation
Nous étudions, réalisons et testons en présence de l’organisme officiel de votre choix ces composants de levage.
Ce sont donc des équipements immédiatement prêts à l’emploi que nous vous livrons.
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REORGANISATION DES RESEAUX D’EAU
L’évolution du refroidissement par eau des outils sidérurgiques a suivi l’histoire de chaque usine.
Les réseaux d’eau ont été construits puis modifiés avec des ajouts successifs, des fournisseurs et des concepteurs différents.
Nous constatons fréquemment que cette évolution conduit à :
* un gaspillage de l’énergie électrique (nombre de pompes en service inutilement important…)
* l’utilisation de volumes d’eau énormes avec des Δt eau très faibles
* des aéroréfrigérants en surnombre ou mal utilisés
* des contraintes environnementales non prises en compte
* des coûts exorbitants d’exploitation…
Il est très souvent possible de remédier à ces gaspillages pour un coût modique tout en assurant un fonctionnement plus fiable et plus sûr des installations.
A l’aide de nos moyens de calculs, nous prenons en compte les caractéristiques complètes de chaque appareil (perte de charge, Δt eau, débit d’eau) ainsi que celles des tuyauteries pour réétudier et réorganiser les réseaux.
Les économies se chiffrent souvent à plusieurs dizaines de milliers d’euros par an !
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CALCUL DE PIECES REFROIDIES
Le fonctionnement des appareils refroidis à I'eau utilisés dans I'industrie sidérurgique est très complexe.
Il est régi principalement par :
* les lois de la mécanique des fluides (régimes d'écoulement et pertes de charge)
* les lois des transferts de chaleur (par rayonnement, convection et conduction)
Les programmes de calcul que nous avons créés prennent en compte I'ensemble de ces phénomènes physiques.
Lorsque nous étudions un appareil neuf ou examinons un appareil en service, nos programmes de calcul thermique permettent de déterminer les températures des parois interne et externe des tubes.
Ceci est indispensable pour :
* éliminer tout risque d'ébullition et de caléfaction à la surface interne du tube qui provoquerait une chute de l'échange par convection et une montée très rapide du tube à des températures très élevées ;
* éviter toute fatigue thermique excessive à la surface externe du tube qui entraînerait rapidement I'apparition de fissures transversales.
Nos programmes de calcul hydraulique permettent, en relation avec les programmes de calcul thermique :
* d'optimiser Ie dessin des circuits afin d'adapter les vitesses d'eau au puissances reçues (sur une voûte refroidie, par exemple, les vitesses d'eau varient de 1 à près de 4 m/s selon les circuits) ;
* d'utiliser au mieux l'énergie motrice fournie par les pompes : il n'y a pas d'organes d'équilibrage inutiles et la perte de charge totale de chaque appareil est calculée à l'avance et bien maîtrisée ;
* de définir le choix des pompes et de dimensionner les tuyauteries d'alimentation et de retour.
Nous proposons aussi bien à nos clients 1'étude d'équipements neufs que la recherche et la mise en place de solutions aux problèmes rencontrés sur des installations existantes.
Cette dernière action nous est très souvent demandée pour résoudre des problèmes de surchauffes et de défaillances répétées de panneaux de cuves de four.
L'utilisation de nos moyens de calcul modernes et performants apporte réellement la fiabilité, l'économie et la sécurité dans I'emploi de ces appareils complexes.
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