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Procédé et appareil pour la fabrication de ciment ou pour gril- ler, fritter ou traiter de façon analogue des minerais, dans des fours tubulaires rotatifs.
Dans les fours tubulaires rotatifs, on a toujours, jus- qu'à présent, chargé la matière à cuire uniquement à l'état meuble, c'est-à-dire assez finement divisée, Le frittage de poudres brutes de ciment, seules ou broyées ou mélangées avec du combustible, sous la forme de briquettes, c'est-à-dire en morceaux ou sous une forme comprimée, s'effectuait jusqu'à présent uniquement dans des fours à cuve. Lorsque pour effec- tuer cette même opération de frittage au four tubulaire rota- tif, on a toujours employé le mélange brut de ciment unique- ment sous forme de poudre ou de boue.
On obtenait ainsi un
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rendement et un débit supérieurs dans une certaine mesure à ceux du four à cuve; en ce sens que le four tubulaire rotatif permet un rendement relativement plus considérable avec une plus grande uniformité dans la cuisson. Les avantages techni- ques rendus possibles par le four tubulaire rotatif ne semblent pas encore-avoir été complètement, épuisés arec le mode opéra- toire suiri jusque présenta
Ce qui est important dans cette question, c'est que l'ac- tion de la chaleur des flammes ou des gaz de fumée sur la matière à cuire ne se produit qu'à la surface de la couche de matière circulant dans le four tubulaire, ou bien que cette couche-n'est soumise à l'action de la chaleur que par l'inter- médiaire du revêtement du four à chaque,contact avec celui-ci.
Pour cette¯raison on a dans ces derniers temps donné aux fours tubulaires rotatifs des dimensions toujours croissantes et on a maintenu en outre dans ces fours une température supérieure à celle prescrite pour la cuisson proprement dite. Il en ré- sulte que la cendre s'accumulant localement fonc et provoque ensuite, par la formation d'encroûtements de matière (forma- tion d'anneaux), des dérangements dans le fonctionnement du four. En outre, avec le mode actuel de fonctionnement, le re- vêtement du four est le plus souvent fortement mis à contribu- tion.
La présente invention part de cette constatation que le four tubulaire rotatif ne répond entièrement à ce qu'on peut attendre de celui que si l'on veille à ce que:
1) l'action de la chaleur sur la matière à cuire s'exerce de tous côtés et ne se propage plus, comme jusqu'à présent, des surfaces extérieures de la couche de matière vers l'inté- rieur de celle-ci.
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2) la section transversale libre du four tubulaire rota- tif soit utilisée aussi complètement que possible et plus fortement que jusqu'à présent, et
3) l'action de la chaleur du combustible sur la matière à cuire et sur le revêtement du four soit telle que ce revê- tement soit préservé autant que possible et que la matière, au contraire, n'ait plus l'occasion de former des encroûtements (anneaux).
Les études pratiques qui ont suivi cette constatation ont conduit a modifier le fonctionnement du four tubulaire rotatif de telle manière que, tout en conservant le mode de chauffage actuel de celui-ci, on ne charge plus la matière à cuire, comme actuellement, sous la forme d'une poudre mouillée ou d'une boue, mais bien sous une forme qui n'a été employée jusqu'à présent que pour les fours à cuve, c'est-à-dire sous forme de morceaux obtenus par compression de ,la matière broyée ou mé- langée avec une quantité déterminée de combustible.
N'en seulement le procédé mentionné ci-dessus convient tout particulièrement pour la fabrication de ciments a partir de poudres brutes broyées ou mélangées avec du combustible, mais sa caractéristique essentielle, qui est le chargement de la matière à cuire sous la forme de morceaux dans le four tu- bulaire rotatif, présente d'une manière générale des avantages notables, qui sont indépendants du mode de chauffage du four, pour la fabrication du ciment, même sans adjonction de com- bustible aux poudres brutes, et pour les genres les plus di- .vers de traitements thermiques de matières en grains ou pul- vérulentes, par exemple pour le grillage, la cuisson, l'agglo- mération, le frittage, etc., de minerais ou de mélanges.
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ctest ainsi par exemple que le soufre.existant dans les minerais sulfureux brûle plus complètement, lors du grillage, dans des briquettes de rainerai chargées dans le four tubulai- re rotatif que lorsque la matière est chargée sous la forme divisée et meuble. Par suite des intervalles restant entre les briquettes,les gaz de combustion chauds à action oxydante baignent celles-ci pratiquement de toutes parts et pénètrent également, par les cavités prenant naissance par suite de la combustion du soufre, jusqu'à l'intérieur des briquettes où ils exercent leur action.
Dans le cas où la matière est char- gée en grains ou pulvérulente sous une forme divisée, la com- bustion est amortie ou entravée par étranglement ou obstruc- tion du passage de l'air dans les couches inférieures, par suite de l'écrasement excessif de la matière lors de la rota- tion du four. La matière à cuire, en forme de poudre ou de grains, est transformée en blocs moules avec ou sans addition de liants par exemple au moyen d'une presse et on en fait de préférence des boudins, et ces blocs moulés ou boudins sont introduits dans le four tubulaire rotatif par l'extrémité d'entrée. Le moulage de la matière sous forme de boudins et l'introduction immédiate, dans le four, des boudins sortant de la presse sont particulièrement avantageux.
On se sert à cet effet de conduites appropriées qui se terminent à l'inté- rieur de l'extrémité d'entrée du four et dans lesquelles les blocs moulés ou boudins sont poussés vers l'avant; après avoir quitté les conduites qui les guident -et avoir atteint une certaine longueur sans être supportés, les boudins se cassent d'eux-mêmes ou bien peuvent être sectionnés. Les Blocs, moulés se placent alors sous des dimensions à peu près égales et parallèlement les uns aux autres dans le four.
Si on le dési- re ou lorsque c'est nécessaire, cette introduction du ou des boudins peut se faire pratiquement à l'abri de l'accès d'au- res fluides, du fait qu'à l'extrémité d'entrée du four on
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ne prévoit pour l'introduction de la matière que des ouvertu- res qui sont pratiquement fermées par le boudin qui y passe.
Il est à recommander d'augmenter la section transversale du four à l'entrée de façon a y former un élargissement annu- laire dans lequel la matière chargée sous orme de morceaux est retenue, accumulée et soumise à l'action des gaz de chauf- fage pendant un temps relativement plus long que dans les par- ties suivantes du four. Les gaz de chauffage du foyer qui s'é- chappent par l'extrémité d'entrée du four peuvent ainsi ré- chauffer plus complètement la matière ou bien lorsqu'on emploie une matière moulue ou mélangée avec du combustible, les gaz assurant de façon plus certaine l'allumage de ce combustible.
Au lieu d'un élargissement annulaire formant une poche de 'combustion.:!, on peut prévoir aussi dans le même but, à l'ex- trémité d'entrée du four, des renflements séparés de la paroi du four.
Le dessin représente schématiquement un exemple de réali- sation d'un four établi conformément a la présente invention, ainsi que d'un /dispositif de chargement de la matière sous forme de boudin, en élévation sur la fig. 1 et en vue de dessus sur la fig. 2, tandis que les figs. 3 et 4 montrent les schémas de remplissage du four dans le cas du chargement, usuel actuel- lement, de matière meuble (fig. 3) et dans le cas du chargement suivant la présente invention, de la matière en morceaux ou: com- primée en boudin.
La matière à cuire, par exemple un mélange brut de ciment avec ou-sans addition de combustible, se trouve dans le réser- voir 1 et cette matière est amenée à une presse 3 au moyen d'une vis sans fin 2, éventuellement ,avec adjonction d'un liant ou d'une matière servant à humidifier. Cette presse débite les blocs moulés ou bien le boudin produit dans une conduite ou un @
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tuyau souple 4 par lequel les blocs ou le boudin sont intro- duits dans l'extrémité d'entrée du four tubulaire rotatif.
Cette extrémité d'entrée est élargie en 5 par rapport à la section libre de la partie adjacente du four, pour former une poche de combustion permettant d'obtenir les avantages men- tionnés plus haut. Cette partie élargie est raccordée aux parties voisines du four par des manchons coniques 6,7.
Le reste de la disposition du four tubulaire rotatif, avec la zone de calcination, la zone de frittage, la sortie
10, la soufflerie 11.est bien connu.
Tandis qu'en, cas de chargement de la matière à l'état meuble, on peut.obtenir, pour les raisons déjà mentionnées, un degré de remplissage du four à peu près suivant la fig.3, il est possible, dans le cas du chargement en morceaux, en particulier au moyen de blocs moulés, à cause des vides exis- tant entre les blocs dlune semblable charge et du meilleur contact rendu ainsi possible à peu prés de toutes parts entre les blocs moulés et l'air ou les gaz de foyer, ainsi qu'à cause de la meilleure conductibilité calorifique dans les dif- férents morceaux de la charge par suite de la structure plus dense due a la compression, -de pousser beaucoup plus loin le remplissage du four, à peu près suivant la fig.4,
de sorte que pour un même volume du four on peut soumettre au traite- ment des quantités'notablement plus considérables de matière.
Le procédé suivant la présente invention-procure égale- ment dans le cas de mélanges bruts de ciment auxquels aucun combustible n'est'ajouté ou n'est pas ajouté dans la pleine mesure de ce qui est nécessaire, un avantage essentiel en com- paraison du chargement sous la forme finement divisée; cet avantage consiste en ce que par suite du poids 'des blocs mou- les et du chauffage uniforme de, la matière, ainsi que par l'ab-
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sorption plus uniforme des cendres, la formation d'encroûte- ments ou d'anneaux dans le four est considérablement diminuée @ et qu'on obtient des blocs frittes qui sont cuits plus uni- formément et plus parfaitement et qui donnent après broyage, des ciments de qualité supérieure.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé pour la fabrication de ciments par cuisson de blocs agglomérés et broyage subséquent , ou pour griller, frit- ter et soumettre à d'autres traitements thermiques une matière en grains ou en poudre, caractérisé eu ce que tout en conser- vant le chauffage actuel du four tubulaire rotatif, on intro- duit dans ce four la charge (matière à cuire) broyée ou mélan- gée d'une manière connue avec du combustible, mais sous forme de morceaux.