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"FOUR DE TRAITEMENT THERMIQUE A L'ABRI DE L'AIR,,
Le présent brevet a pour objet un four de traitement thermique à l'abri de l'air particulièrement destiné -pour tout espèce de traitement thermique de matières pulvérulentes à l'abri de l'air(réduction ou distillation) notamment la réduction des minerais de métaux volatils tel que le mercure, le plomb, le zinc etc.. Le four envisagé conviendra particuliè- rement bien pour la production continue du zinc, dont la volatilisation et la condensation s'effectuent l'abri de l' air.
Le four faisant l'objet du présent brevet d'invention est caractérisé par la continuité de l'opération à laquelle il est destiné du fait qu'il est pourvu d'un chargement par gravité amenant la matière à traiter sur une sole chaufr
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fée à double pente et d'une vidange des matières traitées, au moyen de trémies et goulottes, les orifices de chargement et de vidange étant toujours maintenus en charge- afin d'effectuer le processus de l'opération l'abri de l'air.
D'autres détails caractéristiques propres au four envisagé seront exposés dans la partie descriptive ci-dessous.
Les dessins annexés se rapportent à un four pour l'ob- tenticn du zinc comprenant quatre éléments de four formant un massif,chaque élément de four comprenant une chambre de combustion, deux chambres de réduction, deux chambres de condensation, et deux chambres de récupération, toutes les chambres correspondant étant accolées les unes aux autres, pour ne former qu'un seul massif.
A cet effet les dessins annexés représentent:
La fig.I une vue extérieure latérale et en élévation du four, comprenant quatre compartiments identiques disposés l'un à la suite de l'autre.
La fig.2 des coupes en élévation dans un four de l'espèce envisagée, la partie gauche du dessin suivant I-I',fig.I, et la partie droite une coupe suivant la ligne brisée II,II', II" fig.I.
La fig. 3 une coupe partielle en élévation dans la partie gauche du four suivant III-III',fig.2,
La fig.4 une coupe partielle en élévation dans l'axe du four suivant IV-IV',fig.2.
Le fig. 5 une coupe partielle en élévation de la partie droite du four suivant V-V' fig.2.
En se reportant aux figures ci-dessus, le four préconisé est du type four chambres comportant une chambre de combustion 1 ,deux chambres de réduction 2 ,deux chambres de condensation 3 et facultativement deux chambres de récupération de chaleur 7.
L'ensemble forme ainsi un massif.
Au dessus de celui-ci se trouve l'aire de chargement 20 où le minerai mélangé au réductif, est amené par deswagonnets
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réglées par les vannes 31. et versé dans des trémies I9!s'êtendant sur toute la longueur d'un élémentde four ou du massif dans le cas envisagé. La char- ge descend par son poids dans une cheminée 8 et arrive au faite d'une sole à deux versants 4 sur lesquels elle s'étend en 9 en prenant la forme et la pentede son talus naturel. L'angle à la base de celui-ci est compris entre 50 et 60 , tandis que l'inclinaison de la sole 4 est de 45 environ. Le minerai est porté à sa température de réduction ( I000 température de la chambre de réduction) par la combustion dans la chambre 1 sous la sole 4.
Au fur et à mesure que le minerai se réduit, il diminue de volume, le talus de charge se tasse et glisse sur la pente ce qui permet à une nouvelle charge de descendre.
Le débit et la chauffe du four sont réglés de telle façon qu'arrivée au bas de la sole 4 la charge soit complètement ré- duite. De là, elle est évacuée par deux cheminées évasées 10 qui la conduisent dans une goulotte 11 qui doit être constam- ment remplie pour éviter les rentrées d'air et dont on extrait le trop plein par une trémie 26.
Les vapeurs de zinc émises par la réduction remnlissent les chambres de réduction 2 et s'échappent en même temps que les gaz produits dans les chambres de condensation 3 par des con- duits verticaux 18 ménagés au sommet de la voûte des chambres 2.
Le zinc se condense dans les chambres 3 sous forme li- quide grâce à la température qui y est maintenue vers 500 par le refroidissement produit par la circulation d'air frais dans les cameaux latéraux 14 et 14' . Les condenseurs 3 s'étendent sur toute la longueur du massif et le zinc liquide est soutiré à une extrémité par un orifice de coulée 27 pourvue d'un obtura- teur 28 après avoir été écumé par une ouverture 31 ménagée à hauteur normale du bain. La partie supérieure des condenseurs 3 est remplie de gaz provenant de la réduction tels que CO,CO2,
N2, CH4 etc.. qui après la séparation des vapeurs de zinc sont
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repris pour servir de combustible et amenés dans la chambre de combustion 1 par des conduits16.
Ces gaz à une température moyenne de 500 sont repris à une extrémité du four et sont amenés dans la chambre 1 après s'être mélangés au gaz de gazogène servant de combustible et portés à 750 en traversant l'un des régénérateurs 7 placés sous le massif et chauffés par des gaz brûlés -orovenant de la chambre 1.
Ces régénérateurs facultatifs au nombre de deux travaillent en alternance:pendant que l'un d'eux est en chauffage, l'autre se refroidit par le passage du gaz frais venant du gazogène. L'inversion de rôles se fait par des vannes 29 et 30 situées dans le sous sol aux extrémités du massif.D'un côté, on a l'arrivée du gaz frais par la conduite 32, de l'autre on a l'évacuation des gaz brûlés sortant du régénérateur de chauffage 7 par la cheminée 33.
Cette dernière est une cheminée à tirage naturel provoquant dans les chambres combustion 1 une dépression qui aspire le gaz frais du régénérateur tel que 7 en refroidissement, par les conduits 12 et 12' et l'air comburant échauffé des carneaux 14 et 14' par les conduits 15 et 13.
La chambre de combustion 1 située sous la sole 4 à double pente , 8 la forme d'une voûte d'axe incliné s'appuyant sur les cloisons séparant les compartiments.- Les orifices d'arrivée de gaz par 12 et d'air par 15 et 13 sont juxtaposés et disposés de façon que la flamme soit projetée contre la sole jusqu'au sommet de celle-ci. Ces orifices sont réglables par une vanne 23 mobile qu'on manoeuvre de l'extérieur de façon que par une chauffe appropriée les chambres de réduction 2, soient en légère surpres- sicn.Les gaz brûlés arrivés au sommet de la chambre 1 redescendent en se refroidissant et par les orifices 5 pénètrent dans le conduit de cheminée 6,d'où après avoir alternativement traversé les chambres de récupération celles que 7 s'évacuent par la cheminée 33.
En 25 se trouvent des regards débouchant dans la cheminée d'évacuation des cendres et permettant ainsi le contrôle du ni- veau de celles-ci.
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Le débit du gaz de gazogène est réglé par les vannes 24.
L'aire de coulée est représentée par 34, l'aire de travail du four par 35 et le sous sol ou circulent les wagonnets destinés l'évacuation des cendres provenant des trémies 26,par 36.
En 22, se trouvent des ouvertures destinées au nettoyage de la sole au moyen de râbles ou tiges d'acier.
La mise en marche du four s'opérera comme suit:
La mise à feu peut se faire en amenant un mélange d'air et de gaz' de gazogène dans la chambre de combustion 1 , ou en faisant passer du gaz de gazogène sous pression à tra- vers les régénérateurs 7 et en insufflant de l'air dans les carneaux 14-14'.
On pourra suivre le processus suivant:
1) On remplira la sole 4 de mélange à réduire jusqu' obstruer complètement les trémies d'évacuation 26 des cendres et la trémie de chargement 19.
2) On soufflera par exemple du gaz de gazogène dans la chambre 1 au moyen de tuyaux passant par les orifices 25-' .La dépression produite dans la chambre de combustion par l'arrivée du gaz provoquera un appel d'air dans les carneaux 14 longeant les condenseurs 3.
3) Au fur et à, mesure que la sole 4 s'échauffera le tirage de la cheminée 33 ira en croissant et la réduction commencera. En réduisant progressivement la quantité de gaz soufflés, les gaz de la réduction seront aspirés dans la chambre combustion 1 et amorceront le régime normal du four. A part'ir de ce moment l'alimentation en gaz se fera par l'un des régénérateurs 7 et l'on retirera les tuyaux d'adduction introduits en 23. On mesurera si possible les températures dans les différentes parties du four et on agira sur les débits de charge et de gaz pour amener progressivement les températures de régime. On fera des analyses des cendres et de gaz brûlés.
Les dimensions du four étant calculées pour une production
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déterminée, le four sera en régime normal lorsque les différentes parties seront à une température convenable pour la bonne marche de la réduction e. lorsque l'introduction et l'àvacuation du minerai se feront d'une façon régulière. Le contrôle industriel des températures pourra se taire par des pyromètres électriques ou nar des indicateurs de température.
Connaissant!, par la pratique le temps nécessaire à la réduction d'une charge du four, le service des ouvriers pourra être organisé en conséquence.
Il va de soi que la nature des matériaux employés sera chaque fois appropriéeà la destination du four qui recevra comme déjà mentionné les dimensions en rapport avec la production envisagée.
D'autres accessoires concernant l'agencement du four, tels que vannes à gaz ou autres, obturateurs ,dispositifs de chargement et d'évacuation pourront varier comme il convientr sans que pour cela on s'écarte du cadre du domaine du présent brevet pouvant secaractériser par ce qui suit:
REVENDICATIONS
I) Foùr de traitement thermique à l'abri de l'air, caractérisé par la continuité de la production obtenue par un chargement par gravité du fait que, d'une part, le chargement proprement dit est effectu4par une trémie toujours en charge située la partie supérieure du four, amenant le minerai ou autre matière à réduire sur une sole a deux ou plusieurs pentes, d'autre part que la vidange des cendres est effectuée à la base four au moyen de trémies et goulottes ou autres moyens appropriés.