BE335905A - - Google Patents

Description

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  "Perfectionnements à la calcination, au frittage ou autre traitement analogue des matières brutes   ealeareuses   et autres, et aux fours ou appareils équivalents employés à 
 EMI1.1 
 cet affet$U 
La présente invention se rapporte   à.   la calcina- tion, au frittage   et/ou   au grillage des matières brutes cal- careuses, argileuses et autres analogues employées pour fa- briquer du ciment et de la chaux par le procédé consistant à laisser tomber librement les matières brutes pulvérisées dans un puits sensiblement vertical, à la rencontre d'une colonne ascendante de gaz chauds. 



   L'invention a pour but d'apporter des perfection- nements à l'installation et d'employer les gaz perdus de ma-   @   

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 niera à économiser le combustible et   à.   obtenir un produit fini de qualité supérieure. 



   Pour que le mélange et la calcination des matiè- res brutes pulvérisées se fassent bien avant qu'elles n'at- teignent la zone la plus chaude pu zone de frittage située à la partie inférieure du puits, il est nécessaire que les particules parcourent dans leur chute une distance considé- rable et le prix excessif que coûterait la construction d'une tour de cette hauteur, ainsi que les pertes de chaleur par rayonnement vers l'extérieur, ont empêché de mettre   enrati-   que les propositions faites antérieurement. 



   Suivant la présente invention, ces inconvénients sont écartés en fonçant un puits dans   l'argile,   la chaux, la roche ou autre terrain naturel suivant l'endroit et, lorsque ce puits est foncé dans l'argile, au lieu de le revêtir de briques réfractaires, on peut le calciner entiè- rement ou partiellement, de manière que la paroi cuite du puits constitue elle-même un revêtement réfractaire. En fonçant le puits de cette façon, on diminue fortement le coût de sa construction et en outre, les pertes de chaleur par rayonnement vers l'extérieur sont pratiquement élimi- nées, ce qui améliore encore son efficacité. 



   On peut grouper plusieurs fours ou puits à feu autour d'un seul puits de service,   d'où.   les matières calci- nées provenant des   puits à,   feu peuvent être conduites au niveau voulu en vue de leur utilisation ultérieure ou pour un nouveau traitement, le combustible pour les brûleurs étant descendu par ce puits si on le désire. 



   En règle générale, les matières brutes du genre convenant pour être traitées suivant l'invention proviennent de carrières et il est par suite avantageux de foncer le 

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 puits à flanc d'une carrière, de façon que les brûleurs soient approximativement au niveau du fond de celle-ci. 



  De préférence, on creuse plus bas que les brûleurs un au- tre puits ou chambre dans lequel la matière frittée ou clinker est déchargée et à travers lequel est amené l'air pour la combustion* De la sorte, la chaleur autrement per- due du clinker incandescent est   complètement   utilisée pour chauffer à une température très élevée l'air entrant, et le clinker est refroidi efficacement avant d être remonté à la surface de toute manière appropriée.

   Suivant une variante, le clinker chaud peut être refroidi de toute façon connue, par exemple dans un appareil refroidisseur rotatif ou autre, mais dans tous les cas l'air pour la combustion doit être préalablement chauffé le plus fortement possible. suivant l'invention, la chaleur perdue des gaz ascendants est de préférence employée pour effectuer la carbonisation à basse température du charbon dans une cor- nue formée par la partie supérieure du puits à feu ou montée à cet endroit. Les gaz chauds longent la cornue sans venir réellement en contact avec le charbon qu'elle contient, ou bien ils peuvent rencontrer un courant descendant de charbon pulvérisé et se mélanger ainsi aux gaz de houille produits. 



  Dans les deux cas, à côté des sous-produits ordinaires de la carbonisation à basse température, on obtient un combus- tible d'excellente qualité qui est de préférence employé pour alimenter les brûleurs du four. Avant d'être introduite dans le puits, la matière brute est séchée - de préférence dans un silo ou puits creusé dans le sol - et le charbon crû peut être emmagasiné de façon analogue, l'une de ces substances ou les deux étant, si on le désire, séchée par la chaleur perdue du four ou par la chaleur provenant du re- froidissement du clinker ou du charbon carbonisé. 

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   Dans les dessins annexés qui représentent schéma- tiquement, à titre d'exemple, une installation pour la fa-   brication   du ciment :   Fig. 1   est une coupe verticale d'une carrière, montrant le puits à feu, suivant la ligne I-I de Fig. 2. 



   Fige 2 est une vue en plan, et 
Fig. 3 une coupe verticale par la ligne 3-3 de 
Fig. 2. 



   Dans l'installation représentée, un puits à feu vertical A est foncé avec son axe longitudinal approxima- tivement parallèle au flanc B d'une carrière, le pied de ce puits étant avantageusement situé au niveau du sol B2 de la carrière, une galerie B1 communique avec le pied du puits et donne ainsi accès aux brûleurs C auxquels du com- bustible pulvérisé est fourni par une ou plusieurs conduites D comme cela sera décrit plus en détail ci-dessous. 



   Le puits est foncé dans la couche naturelle d'ar- gile, de craie, de calcaire ou matière équivalente B et la partie inférieure du puits qui constitue la zone de frit- tage peut comporter un revêtement E en une matière haute- ment réfractaire, par exemple de la brique   refractaire.   La zone de frittage présente un diamètre réduit par rapport à la partie principale du puits, les dimensions relatives étant déterminées d'après la nature des matières brutes et du com- bustible, de manière à produire le résultat désiré. Le som- met E1 ou la partie supérieure du puits peut aussi comporter un revêtement en briques réfractaires ou peut être construite en maçonnerie appropriée. 



   Les matières brutes sont de préférence emmagasinées, avant leur emploi,dans une ou plusieurs chambres ou puits de séchage F qui sent avantageusement creusés dans le sol et 

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   disposes   autour du puits à feu A ou sur la même ligne que celui-ci, ces matières brutes sont broyées avant leur emma- gasinage, par exemple au moyen d'un broyeur de type connu indiqué en G, dans lequel elles sont introduites à l'aide d'une trémie G1. Après avoir été séchées de la sorte, ces matières brutes sont conduites par des transporteurs H, des monte-charges H1 et d'autres transporteurs H2 jusqu'à la trémie ou   magasin 3 1   d'un pulvérisateur J.

   Celui-ci com- munique par un ou plusieurs passages latéraux A avec la partie supérieure du puits à feu A dans lequel les matières sont ainsi introduites sous la forme d'un épais nuage de particules pulvérisées sèches. 



   Autour des tuyères de brûleurs C ou entre ces tuyères sont ménagés des conduits A2 par lesquels le clinker chaud descend dans un puits de refroidissement K creusé dans le sol en dessous du puits a feu et de la galerie   B .   La partie supérieure de ce puits de refroidissement est revê- tue de maçonnerie réfractaire E2 et sa partie inférieure communique par une galerie K1 avec un puits d'extraction K2.L'air destiné à entretenir la combustion et à créer le courant ascendant de gaz chauds dans le puits à feu est fourni aux brûleurs par un ventilateur L à travers une con- 
1 2 1 duite L qui passe dans le puits K , la galerie K et la chambre à clinker chaud K.

   L'air froid aspiré par le ven-   tilateur   est ainsi chauffé à haute température et le clinker chaud est refroidi avant d'être remonté, par exemple à l'ai- de d'un monte-charge M, au niveau du sol   B .  De là, le clinker peut être transporté de toute manière voulue en vue d'un nouveau traitement, un broyage par exemple, ou bien il peut être conservé dans des silos N creusés dans le sol comme les silos à matières brutes F. Des monte-charges N1 et des transporteurs N2 appropriés ( ces derniers repré- 

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 santés seulement en partie sur la Pige 1 ) sont installés à cet effet. 



   A sa partie supérieure, le puits à feu est muni d'un carneau d'évacuation 0 pour les gaz chauds qui, en quittant le puits A, traversent un collecteur de poussiè- res électrique ou autre P, toute la chaleur qu'ils peuvent encore contenir étant utilisée dans une chaudière à chaleur perdue % avant qu'ils ne s'échappent par la cheminée R au pied de laquelle est installé un ventilateur destiné à créer un tirage induit.

   quand l'installation fonctionne pour produire du ciment ou ae la chaux, les matières brutes sont introduites dans la partie supérieure du puits à feu dans lequel elles descendent, sous la forme d'un épais nuage de particules, à la rencontre du courant ascendant et tourbillonnant de gaz chauds produit par le ventilateur L et les brûleurs   c.   Au cours de cette descente dans le puits, il se produit un mélange intime des particules et la pluie frittée ou vis- queuse finale de ciment assure au clinker une composition très uniforme. On peut régler les dimensions de ces parti- cules en modifiant la vitesse à laquelle les gaz traversent l'étranglement de la partie inférieure du puits à feu et en réglant l'introduction de l'air chaud, du combustible et des matières brutes. 



   Quand les gaz chauds quittent la zône de frittage du puits, ils ont encore une température élevée et, afin que cette chaleur puisse être complètement utilisée, la partie supérieure du puits forme de préférence une cornue ou bien elle est munie d'une cornue dans laquelle du charbon, de préférence pulvérisé, est soumis à une carbonisation à basse température. 

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   Cette disposition est représentée schématiquement sur les dessins,   Pisse   1 et 3 montrant une cornue annulaire S - qui peut comporter une ou plusieurs chambres - montée dans la partie supérieure du puits à feu et munie d'orifi- ces d'admission S1pour le combustible pulvérisé' crû et de conduits d'évacuation S2 pour le coke produit. Le charbon crû est de préférence séché dans des puits ou silos d'em- magasinage T qui sont creusés dans le sol de la même maniè- re que les puits servant à emmagasiner le clinker et la ma- tière brute et sont pourvus de transporteurs et de monte- charges appropriés.

   Le coke chaud produit à basse tempéra- ture dans la cornue S est obligé de céder sa chaleur, par exemple en faisant passer le conduit d'évacuation de coke S2 à l'intérieur ou autour du silo servant à sécher le char- bon T ou bien en enfermant ce conduit dans n'importe quel dispositif connu pour utiliser la chaleur. Le coke refroidi est alors pulvérisé dans un appareil tel que celui indiqué en U et est conduit par le tuyau D aux brûleurs, un appareil connu quelconque étant employé pour amener la poussière de coke de sa caisse ou chambre d'emmagasinage à l'endroit où elle doit être brûlée. suivant une variante, au lieu   d'em-   ployer le coke pulvérisé pour les brûleurs, on peut l'utili- ser autre part et alimenter ces brûleurs avec l'huile ou le gaz obtenus en soumettant le charbon à la carbonisation à basse température.

   Les sous-produits de cette carbonisation à basse température sont traités d'une manière connue dans des appareils qui ne font pas en eux-mêmes partie de la pré- sente invention. 



   Au lieu que la cornue soit fermée comme c'est dé- crit ci-dessus, on peut la construire de telle façon que les gaz inertes chauds.du four rencontrent un courant des- cendant de charbon pulvérisé crû, les gaz chauds venant ainsi   @   

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 en contact direct avec les particules de charbon et les gaz émis par celles-ci se mêlant de la sorte avec les gaz inertes du four. Dans une forme de construction de four suivant l'in- vention, un certain nombre de tuyaux ou conduits sont dis- posés au sommet du puits et servent à amener le charbon pul- vérisé destiné à être carbonisé.

   A mi-hauteur du four à peu près se trouve un déflecteur conique ou autre approprié, dont le sommet est dirigé vers l'embouchure du puits et qui est arrangé de façon   à.   intercepter le charbon carbonisé qui est ensuite évacué par des ouvertures latérales de la cornue et ramené à la surface par des transporteurs appropriés. 



   Immédiatement en-dessous de ce déflecteur sont disposés plu- sieurs conduits reliant à la surface la partie inférieure du puits, ou four proprement dit, et amenant les matières brutes destinées   à.   être calcinées ou frittées dans ce four. 



   Bien que, sur les dessins, le puits soit repré- senté de forme circulaire, il peut, si on le désire, avoir une section transversale sensiblement rectangulaire ou de toute autre forme non-circulaire, la zone de frittage, qui possède une plus petite section, ayant une forme circulaire ou autre ou bien, si on le désire, une forme évasée. un foyer ouvert brûlant du combustible solide avec lequel les particules calcinées peuvent se combiner ne convient pas pour produire un courant ascendant de gaz chauds dans le puitsmais par le terme "brûleur"on entend désigner tout autre moyen de fournir les gaz chauds nécessaires. 



   Ainsi, dans une installation suivant l'invention, les pertes de chaleur provenant à la fois du rayonnement intérieur et extérieur sont empêchées dans'une grande mesure, les gaz chauds, après avoir calciné ou fritte les matières brutes dans la partie inférieure du puits, sont totalement 

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 utilisés pour effectuer la carbonisation à basse tempéra- ture du combustible employé ensuite dans le foyer ou les brûleurs, la chaleur du clinker et du coke incandescents est pleinement utilisée et toute la chaleur demeurant dans les gaz après leur passage à travers ou à côté de la cornue est utilisée dans une chaudière à chaleur perdue de type connu ou son équivalent. 



   - :-   REVENDICATIONS   - :- 
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Claims (1)

1.- Four pour le frittage, le grillage ou la cal- cination de matières brutes calcareuses, argileuses et au- tres matières analogues à l'état sec pulvérisé telles qu'on les emploie pour fabriquer le ciment, la chaux ou leurs équivalents, formé en creusant un puits dans le calcaire, l'argile ou autre terrain naturel existant à. cet endroit, ce puits étant muni de dispositifs destinés à y créer un courant ascendant de gaz chauds* 2.- Variante du four suivant la revendication 1, dans laquelle, quand le puits est creusé dans l'argile, cel- le-ci est calcinée de manière à constituer un revêtement ré- EMI9.2 t'raetaire ou intérieur.

3.- Variante du four suivant la revendication 1 ou 2, comportant, sous les brûleurs, un puits ou chambre de refroidissement pour les matières frittées chaudes ou le clinker, des dispositifs destinés à déverser le elinker chaud dans cette chambre au delà des brûleurs, et des or- ganes destinés à conduire l'air de combustion aux brûleurs à travers le clinker chaud dans le puits de refroidissement, dans le but ci-dessus indiqué.

4.- Procédé pour la fabrication de ciment, de chaux ou de produits analogues suivant lequel on laisse <Desc/Clms Page number 10> tomber librement les matières brutes sous forme de poudre sèche dans un puits sensiblement vertical creusé dans le sol, suivant la revendication 1, consistant à alimenter les brûleurs avec du cote à basse température ou du combustible liquide, ce coke ou ce combustible liquide étant obtenus en soumettant du charbon à une carbonisation à basse température dans une cornue formée par la partie supérieure du four ou montée à cet endroit, de telle sorte que les gaz résiduels chauds du four soient utilisés pour effectuer cette carboni- sation à basse température.

5.- La combinaison d'un four à ciment, à chaux ou autre four du genre indiqué dans la revendicaticn 1,2 ou 3, avec une cornue destinée à effectuer la carbonisation a basse température du charbon en vue de produire du com- bustible pour ce four.

6.- Pour à ciment, à chaux ou autre four analogue suivant la revendication 1, 2 ou 3, dans la partie supé- rieure duquel une cornue pour la carbonisation à. basse tem- pérature du charbon est formée de manière que les gaz inertes chauds du four viennent en contact direct avec les particules descendantes de charbon, des dispositifs étant installés en vue d'empêcher ces particules de charbon de descendre au delà d'une certaine limite. dans une zone de trop forte cha- leur.

7.- Four à ciment, à chaux ou autre four analogue suivant la revendication 6, dans lequel la cornue comprend une ou plusieurs chambres supportées dans la partie supé- rieure du four ou puits à feu de manière que les gaz chauds de ce four longent les parois de ces chambres sans venir en contact réel avec le charbon qu'elles contiennent.

8.- Came produit industriel perfectionné, le pro- duit fritte) grillé ou calciné obtenu au moyen du procédé et <Desc/Clms Page number 11> des appareils revendiqués ci-dessus.

9.- Le coke à basse température obtenu par le pro- cédé suivant la revendication 4, peu importe qu'il soit produit dans une cornue fermée ou dans une cornue où les particules de charbon viennent en contact direct avec les gaz inertes chauds ascendants.

10.- L'installation complète pour la fabrication de matières frittées, grillées ou calcinées telles qu'on les emploie pour fabriquer le ciment, la chaux ou lourd équivalents, avec ou sans adjonction d'appareils pour la carbonisation à. basse température de'charbon comme ci-dessus décrit ou comme c'est représenté sur les dessins annexés.