EuroWire January 2007

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Amélioration de l’efficacité du combustible d’un four de recuit à bain fluidisé Par J Friedman, Ryerson University, Toronto, Canada, et G Lundy, The ICE Group Ltd, Quebec, Canada

Introduction Les fours de recuit à bain fluidisé sont de plus en plus demandés dans l’industrie du fil d’acier car ils représentent l’alternative la plus viable aux recuiseurs à plomb, dont l’installation est désormais difficile ou impossible dans plusieurs pays du fait des règlements environnementaux stricts. Bien que le lit fluidisé constitue une alternative attrayante quant au plomb, il présente des limitations intrinsèques, en particulier en ce qui concerne la consommation de combustible dans le cas de charges réduites. Cette limitation dérive de la conviction que le lit fluidisé doit fonctionner à une vitesse de fluidisation fixe afin d’assurer des conditions de transfert thermique uniformes. On croyait qu’une vitesse de fluidisation variable aurait influencé la vitesse de transfert thermique des fils immergés, avec pour résultat une variation de la qualité du produit. Cette conviction est issue de la recherche sur le transfert thermique à des cylindres immergés, menée au cours de ces dernières décennies. Ce travail, résumé par Saxena 1 , démontre clairement que la vitesse de transfert de chaleur à un cylindre immergé augmente au rythme de l’accroissement de la vitesse de fluidisation. Toutefois, cette recherche était basée sur des expériences entraînant le transfert de chaleur à des tubes d’un diamètre de 12,7mm ou de dimensions supérieures, utilisés comme des tubes chaudière immergés dans des lits fluidisés de charbon pour la production d’énergie. Pratiquement aucune étude n’a été reportée concernant des cylindres de dimensions inférieures. Des expériences récentes effectuées à l’Université de Ryerson 2 ont démontré que cette tendance diminue au-dessous de

Figure 1 : Comparaison des corrélations standard avec les données pour le transfert thermique à un fil de 3,18mm dans un lit fluidisé (de 2 ) ▲

10mm de diamètre dans les lits fluidisés à oxyde d’aluminium dans la gamme de grosseur de grain de 50-90 (145-330 μ m). En effet il a été démontré que la vitesse de transfert thermique aux fils immergés dans un lit fluidisé est essentiellement constante lorsque la vitesse de fluidisation est U/U mf > 2. Cela est clairement illustré à la Figure 1 , qui présente les données réelles référées à un fil de 3,18mm (1/8") immergé dans un lit fluidisé avec un grain de 60 (250 μ m). La figure montre également des prévisions de corrélation pour un fil des mêmes dimensions dans les mêmes conditions. toutes dérivées de données relatives au transfert de chaleur à des tubes immergés dans un diamètre compris entre 25 et 50mm ne Clairement ces corrélations 1 ,

peuvent être utilisées pour prévoir avec précision la vitesse de transfert thermique aux cylindres des mêmes dimensions du fil. Une nouvelle corrélation indiquée pour l’utilisation avec des fils est développée et illustrée en 2 . L’une des principales implications de ces résultats réside dans le fait que la vitesse de fluidisation dans un lit de fluidisation peut être variée sur une gamme suffisamment vaste sans influencer la vitesse de transfert thermique et donc la qualité du produit. Discussion La majorité des lits fluidisés utilisés pour le traitement thermique des fils sont installés en utilisant trois ou plusieurs zones de contrôle.

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EuroWire – Janvier 2007