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BREVET D'INVENTION- Procédé et matériel pour la déshydratation et la fusion.
La présente invention concerne un procédé et un appareil pour déshydrater et fondre des substances hydratées et elle est particulièrement précieuse pour la fusion de borates hydratés, tels que le tétraborate de sodium.
Le présent procédé et le présent appareil ont été établis et utilisés pour la fusion de borax hydraté (Na2B4O7XH2O), mais ils ont leur application dans un grand nombre d'opérations de fusion, de calcination et de grillage.
Dans la déshydratation de tétraborate de sodium hydraté, on rencontre avec les méthodes ordinaires de la difficulté occasionnée par la souillure du produit au moyen de matériaux formant les parois de l'appareil ou au moyen de produits du combustible employé ou par la décomposition de la matière pendant la fusion. Ainsi, lorsque du borax est déshydraté, l'eau mise en liberté pendant l'opération tend à former des solutions de la matière de borate qui s'écoulent par différentes parties de l'appareil et provoquent des difficultés. En outre, la matière fondue elle-même est très corrosive pour la plupart des matériaux convenant pour contenir la matière pendant les opérations de fusion.
D'autre
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part, le combustible utilisé peut contenir du soufre et les gaz de combustible venant en contact avec la matière de borate combinent le soufre des gaz avec le borate en mettant en liberté de l'acide borique qui se sublime et constitue une perte.
Un but général de la présente invention est, par conséquent, de fournir un procédé et un appareil par lesquels des matières hydratées peuvent être déshydratées et fondues,et on évite les pertes de matière pendant l'opération, la contamination de la matière pendant l'opération et la corrosion ou la destruction de l'appareil.
Un but particulier de la présente invention est de fournir un procédé et un appareil par lesquels on peut produire un tétraborate de sodium fondu, à peu près déshydraté, qui peut être immédiatement enlevé du four et cristallisé sous la forme de tétraborate de sodium cristallin anhydre.
Un autre but de l'invention est de fournir un appareil dans lequel la boite à feu est formée indépendamment de la chambre de fusion pour procurer un moyen efficace et effectif d'introduction de la matière dans le four.
Un autre but de la présente invention est de fournir un moyen de faire un lit ou un revêtement de la matière elle-même qui soit imperméable à des solutions de matière de borate de façon à éliminer la corrosion dans le four.
La présente invention avec ses différents buts et avantages se comprendra mieux d'après la description d'une forme préférée ou d'un exemple du procédé et de l'appareil renfermant l'invention.
On a, par conséquent, décrit la forme préférée de four de déshydratation et de fusion avec référence aux dessins annexés dans lesquels :
La fig. 1 est une vue en élévation en partie en coupe.
La fig. 2 est une vue en plan en partie en coupe.
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La fig. 3 est une coupe partielle du mécanisme de répartition de l'alimentation.
La fig. 4 est une vue en plan partielle du mécanisme d'alimentation.
La fig. 5 est une coupe partielle du mécanisme d'alimentation.
La fig. 6 est une coupe partielle montrant l'assemblage du couteau employé avec le mécanisme d'alimentation.
La fig. 7 montre un couteau employé avec le mécanisme d'alimentation.
La fig. 8 est une vue schématique de l'appareil y oompris le mécanisme préliminaire de déshydratation.
On se reportera d'abord à la fig. 1 qui consiste en une coupe transversale d'une forme de réalisation du four. A la fig. 1, la botte à feu est représentée en 1 et la chambre de fusion est représentée en 8[. Une des caractéristiques nouvelles de ce four est la construction qui procure en réalité une disposition télescopique entre la botte à feu 1 et la chambre de fusion 2.
Cette construction télescopique lais-. se ou procure un intervalle ou une fente 3 par lequel l'alimentation peut être effectuée d'une manière simple et effi- cace. Comme cela sera indiqué dans la suite avec plus de détails, ce télescopage de la zone de feu 1 et des parois 15 de la chambre de fusion de grand diamètre procure une étanchéité simple et satisfaisante pour tout le four lorsque l'intervalle ou la fente est rempli de la matière amenée.
D'autres avantages du type de construction télescopique apparaîtront au cours de l'exposé.
Si l'on se reporte maintenant à la construction de la boite à feu 1, on préfère employer le type de construction moderne à arche suspendue aussi bien pour le plafond que pour les parois latérales. En outre, la boite à feu 1 est suspendue indépendamment de la chambre de fusion 2. Cette
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construction est fortement préférée, mais il va de soi qu'il est possible d'imaginer certaines variantes qui produiront la structure télescopique sans être exactement identiques à cette construction préférée. Ces variantes rentrent toutefois dans le cadre de la présente invention.
La fig. 1 montre une forme de l'invention dont le chauffage est effectué par le dessus. Le brûleur 4 s'avance dans ltespace de combustion 5. Ce brûleur peut traiter du gaz, du combustible pulvérisé ou de l'huile combustible. Cette dernière est préférable-au point de vue de la propreté et à cause du coefficient de rayonnement élevé d'une flamme à huile combustible. Ce four est essentiellement un four à rayonnement et toute la combustion ou la plus grande partie de celle-ci a lieu dans la boite à feu suspendue 1.
Sur les dessins, 6 représente une chemise d'eau qui est placée à proximité du point d'alimentation pour éviter le surchauffage en ce point. Dans beaucoup de cas, spécialement si le four n'est pas forcé pour ce qui concerne la capacité de production, une semblable chemise d'eau n'est pas nécessaire et peut être supprimée, ou bien son emploi peut être discontinu si on le désire. Dans le four particulier décrit, 7 représente une conduite circulaire recevant de l'air sous pression qui est envoyé à travers l'espace 8 au-dessus des poutres de support 9 du four. Le refroidissement des parois du four et des pièces d'acier de support par ce moyen est usuel et l'emploi de cet air quelque peu réchauffé pour la combustion du combustible est également bien connu.
Les portes de réglage 10 sont installées pour fournir une répartition uniforme de l'air de refroidissement sur les poutres 9, 9a en forme de I et les organes de suspension 9b des briques du plafond. La plaque de couverture 11 sert à fournir une fermeture ou une limitation pour diriger l'air sur les organes de support et dans la zône de combustion.
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D'autres moyens pour refroidir ces poutres de support, tels que l'exposition directe à l'air, peuvent également être employés.
Les organes de suspension 12 servent à supporter las briques 13 des parois latérales. Ce type de construction bien qu'étant relativement récent dans l'industrie n'est pas revendiqué comme nouveau dans la présente demande de brevet. Cette construction est disponible sur le marché et est fabriquée par plusieurs usines bien connues de briques et de fours. Par conséquent, de nombreuses variations dans la construction de cette boîte à feu suspendue apparaîtront immédiatement aux personnes au courant de la construction des fours.
Les parois de la zône de fusion 2 sont construites en acier, comme le montre la fig. 1. Son extrémité supérieure 14, fig. 3 est représentée disposée télescopiquement autour de la boîte à feu 1 suspendue, ce qui forme la fente 3.
La sole 16 de cette zone de fusion est également faite en acier. La matière à introduire est déversée dans la fente 3 et prend son angle de repos, ce qui forme le lit 17.
Ce lit se termine à l'orifice 18 du four ou près de celui-ci.
Le four-est évidemment construit de telle façon que les angles ou les inclinaisons ainsi formés ont pour résultat que la matière fondue s'écoule dans l'orifice de sortie 18 sans former aucun bassin appréciable de matière fondue dans le four. Les chemises d'eau 19 sont placées dans la sole du four en des points où le lit 17 peut devenir tellement mince que des quantités appréciables de chaleur sont transférées à la matière du plancher 16.
Dans cette construction particulière, on a choisi d'établir en gradins les chemises d'eau de la manière représentée pour que l'opérateur en regardant à travers des trous de regard appropriés 20 soit en état de juger la position et l'état du lit 17, Ces ohe-
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mises d'eau peuvent s'étendre aussi loin vers l'extérieur, etest à dire vers les parois latérales 15, qu'on le juge nécessaire ou désirable. Bien qu'on ait représenté la sole 16 sous une forme inclinée, plus ou moins parallèle à la face 17a du lit, cette construction est prévue seulement pour plus de facilité. La sole 16 peut être construite de façon à faire un angle de 90 avec la paroi 15, si on le désire.
Généralement des mesures sont nécessaires pour l'isolement de la paroi de la zône de fusion et de la sole. C'est un des avantages de ce type de construction et du système de fusion qu'on oblige la matière qui est traitée à agir comme isolation pour la zône de fusion. La boite à feu 1, introduite en partie télescopiquement dans la zône de fusion, peut être isolée de la manière usuelle..1 la fig. 1, on a placé une paroi de retenue 22 en tôle ou en une autre matière appropriée autour du four et on a bourré l'espace entre celle-ci et les briques réfractaires d'une matière isolante appropriée, telle que de la terre de diatomées 21. On tasse également une couche de matière isolante imperméable 2Ia au-dessus du sommet des briques dégoûte suspendues.
Dans cette construction particulière, on refoule de l'air à travers l'espace enfermé 8 et cette matière isolante imperméable ne sert pas seulement à empêcher les fuites de chaleur mais empêche également l'air sous pression de se frayer un passage dans le foyer à travers les fissures des briques.
Outre les avantages constructifs marqués que l'on obtient en suspendant la boite à feu télescopiquement de la manière décrite ci-dessus, ce mode de construction procure de même un moyen simple et efficace pour alimenter un four de ce type. Il est à remarquer que, par suite de la disposition télescopique de la boite à feu dans la zône de fusion, on a produit entre ces pièces une fente 3. Dans cette fente, on déverse la matière d'alimentation granuleuse ou
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une autre matière pseudo-fluide pour le four. Cette alimentation peut être introduite d'un certain nombre de manières.
Elle peut être introduite dans la fente à partir d'une série de trémies fixes espacées de façon à donner une répar- tition sensiblement uniforme dans la fente ; peut employer le travail à la main pour niveler la matière dans la fente, pour maintenir l'écoulement et pour refouler continuellement l'alimentation dans la zône de fusion. Comme on l'a représenté à la f ig. 1, l'angle de repos est tel qu'un maximum de matière d'alimentation est débité vers le four. Dans ces conditions, la matière d'alimentation supplémentaire s'empile simplement dans la fente 3.
En fonctionnement, lorsque le lit est fondu, habituellement à son extrémité la plus voisine de l'ouverture 18 et des chemises d'eau 19, cet angle change fortement et il est possible d'alimenter, à la main si on le désire, par-repoussement au moyen de ringards, une nouvelle quantité de matière pour établir le lit 17.
Dans l'exposé de la présente invention, et spécialement dans les dessins qui l'accompagnent, on a représenté le four construit sous une forme circulaire. Cette forme a certains avantages spécialement si l'on désire construire la fente 3, formée par la disposition télescopique de la boite à feu et de la z8ne de fusion, sous la forme d'une ouverture continue sans obstruction. Une semblable ouverture permet une alimentation mécanique continue dont une forme est décrite et revendiquée comme nouvelle. Il y a toutefais de nombreux cas dans lesquels ce type circulaire de construction n'est ni nécessaire, ni avantageux. En pareils cas, on construit le four sous une forme rectangulaire, ce rectangle étant à côtés égaux en coupe transversale ou allongé.
Par suite de la symétrie inhérente au type circulaire de construction, il est préférable de chauffer ce four par le sommet, comme on l'a représenté, par le brûleur 4 qui
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s'avanoe par l'ouverture 23. Le brûleur représenté est un brûleur à huile combustible Peabody qui pulvérise son huile sous pression sans air auxiliaire à haute pression ni vapeur.
D'autres brûleurs verticaux peuvent évidemment être utilisés.
Toutefois, cette position pour le brûleur n'est pas néces- saire pour le fonctionnement du matériel avec succès.
En fait, il y a sur le marché plusieurs brûleurs très avan- tageux qui peuvent fonctionner dans une position verticale- ' ment vers le bas. Pour ce qui concerne ce matériel ainsi que d'autres idées de conception et de construction, le chauffage peut être fait à l'intérieur de la boite à feu 1, horizontalement ou même verticalement vers le haut, comme le montre la fig. 1 du brevet belge n 389.349. Si on le dé- sire, plusieurs brûleurs peuvent être utilisés.
Dans le cas où le four est construit de façon que sa section transversale soit autre que circulaire, ses dimen- sions, ses dispositifs d'alimentation, ses chargeurs, etc., sont placés de telle façon qu'on maintient un lit incliné de matière dans toute la zône de fusion et de façon que la matière s'écoulant de ce lit incliné descende par la pesan- teur, sans obstruction appréciable, dans un orifice de sor- tie tel que 18. Plusieurs orifices de sortie peuvent évi- demment être prévus si, pour une raison quelconque, on le désire. Une raison de prévoir un certain nombre d'orifices de sortie se présenterait dans un grand four dans lequel la matière une fois fondue devrait s'écouler sur une dis- -tanoe considérable pendant qu'elle est exposée à la flamme.
Dans le cas de fusion du borax pour la production de tétra- borate de sodium cristallin anhydre, il est désirable que la matière fondue soit enlevée du four dès qu'elle devient fondue. Il n'est pas désirable de maintenir la matière fondue en contact avec la flamme ni de surchauffer autrement le fluide fondu. Si, par suite de la conformation ou des
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dimensions du four un semblable chauffage excessif du produit se présentait, un certain nombre d'ouvertures de sortie pourraient être prévues pour enlever la matière rapidement.
Comme on l'a mentionné ci -dessus, la matière d'alimentation mobile qui est introduite dans la fente 3 peut l'être à la main ou bien l'alimentation peut être assistée à la main. Il y a plusieurs variantes de dispositifs mécaniques de moindre importance concernant la largeur et la hauteur de la fente 3 qui peuvent être employées avec cette disposition. On a prévu, dans ce but, des ouvertures 24 à travers la paroi latérale mécanique 15 de la zône de fusion.
Ces ouvertures peuvent être obturées par des fermetures appropriées. Ces ouvertures, ou leurs équivalents, prévues pour le ringardage à la main, peuvent être les seuls moyens d'alimentation ou bien elles peuvent être employées seulement pour s'ajouter à un autre type d'alimentation. Dans le cas du four qui a été employé avec le plus de succès et avec la moindre dépense de main d'oeuvre, on emploie les ouvertures représentées uniquement pour un ringardage occasionnel de la partie supérieure du lit 17.
. La fig. 2 est une vue verticale du four représenté à la fig. 1.
Dans la forme préférée de four et de système de fusion, on emploie une alimentation mécanique continue. Cette alimentation est continue et mécanique à la fois dans son débit de la matière mobile vers la fente 3 et dans l'introduction de la matière de la fente 3 dans la z8ne de fusion. On a représenté à la fig. 1 une trémie d'alimentation 25 en oir- culation ou rotative. Cette trémie, avec d'autres aocessoires mécaniques employés dans l'alimentation, est portée sur une table rotative annulaire 26 qui est supportée et roule sur des appuis appropriés 27. Des rouleaux de guidage tels que 28 peuvent être prévus pour supporter la poussée
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latérale.
La table est mise en rotation par un moteur approprié, un réducteur de vitesse et un pignon non représenté venant en prise avec une chaîne continue ou des dents 29.
Lorsque la table tourne, la trémie mobile 25 (qui peut représenter un certain nombre de trémies, si on le désire), passe sous un coffre d'alimentation ou d'emmagasinement fixe (non représenté). Une came appropriée ou un autre mécanisme de commande peut être prévu sur la trémie 25 comme on l'a indiqué en 30 à la fig. 1. Cette came sert à ouvrir la trémie d'alimentation fixe de façon à débiter dans la trémie mobile (ou les trémies) une charge de matières premières, et ferme de nouveau la trémie fixe.
Le réglage de la profondeur de la matière d'alimentation dans la fente 3 peut être produit au moyen de portes coulissantes 31 pouvant être commandées de façon appropriée.
Lorsque la matière consommée du lit 17 sort à l'ouverture 18, de nouvelles quantités de matière sont introduites dans la fente au cours de la rotation de la trémie mobile.
Avec cette disposition, si la trémie mobile trouve que le niveau dans la fente 3 nta pas diminué depuis son dernier passage dans ce point, il n'y a pas de matière débitée de la trémie dans la fente. Si, au contraire, le niveau antérieurement établi par le nez ou l'extrémité de la trémie mobile a été abaissé depuis son dernier passage en un point particulier, une nouvelle quantité de matière est déposée en ce point. En fonctionnement réel, une couche relativement mince de matière est amenée de façon continue par ces trémies mobiles. De cette manière, la fourniture de matières premières à la fente 5 devient à la fois automatique et uniforme. Si la fente nécessite une alimentation, celle-ci est débitée; s'il n'en faut, il ne s'en produit pas et rien n'est gaspillé ni amené à coincer le mécanisme.
Le mécanisme qui débite la matière à la trémie mobile 25 à partir
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de la trémie fixe (non représentée) est disposé de même, de façon que si la trémie est pleine ou devient pleine avant qu'elle ait achevé son passage sous la trémie fixe, aucun excès de matière brute n'est débité dans la trémie mobile et pratiquement aucun gaspillage ne se produit. De cette maniè- re simple et efficace, on a la possibilité de fournir l'ali- mentation de façon continue et automatique à la fente 3 qui est formée par la disposition télescopique de la boite à feu
1 dans les limites extérieures de la zône de fusion 2.
Lorsque l'alimentation a été débitée dans la fente 3, elle peut être introduite dans la zône de fusion pour former le lit 17 ou pour remplir à nouveau le lit 17 de l'une quel- ' conque d'un certain nombre de manières. Parfois, la matiè- re qui est suffisamment sèche et granuleuse peut être solli- citée à s'avancer vers l'intérieur entièrement par la pesan- teur. Dans d'autres cas, l'assistance manuelle ou le rin- gardage peut être utilisé.
Ceci peut être réalisé dans l'exem- ple particulier représenté par battage vers le bas dans la fente 3 au moyen du ringard ou bien par les trous 24 qui se trouvent dans le plan situé en-dessous de l'extrémité in- férieure de la boîte à feu 1. évidemment si un ringardage continuel est accompli par ces trous, des rebords appropriés peuvent être prévus sur les côtés inférieurs de ceux-ci de façon à empêcher les pertes de la matière vers l'extérieur sur le plancher. Toutefois, dans le désir d'effectuer cette opération mécaniquement, continûment et avec un minimum de dépense de main d'oeuvre, on a prévu,au lieu du ringarda- ge à la main, certains moyens d'alimentation automatiques pour introduire la matière de la fente 3 dans la zône de fusion.
On a représenté aux figs. 4 et 5, les moyens princi- paux d'alimentation suivant la présente invention. Ce dis- positif a été appelé une charrue et on lui conservera ce
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nom dans toute la description. A la fig. 5, on a représenté un assemblage général de la charrue. Cette charrue circule sur l'anneau rotatif annulaire 26 et sert à introduire la matière mobile de la fente 3 dans la zône de fusion. Le mécanisme d'alimentation proprement dit consiste en un organe 33. Il peut avoir une profondeur ou une épaisseur, c'est à dire une face de labour, de 12 mm à 36 mm approximativement suivant la quantité de matière que l'on désire déplacer par lui.
Sa longueur est telle qu'il peut, lorsqu'il est étendu vers l'intérieur, être amené à s'avancer à travers le lit et dans l'espace ouvert dans la zône de fusion. Le volant à main 32 agissant sur la tige filetée 34 est prévu pour modifier l'élévation de cette charrue par rapport à l'extrémité inférieure de la boîte à feu. On préfère généralement faire fonctionner cette charrue assez près des briques de nez 13a et de la chemise d'eau 6. Le mécanisme d'élévation est également utile pour retirer la charrue de la fente 3 en vue de l'inspection, des réparations, etc..
Une caractéristique précieuse de ce mécanisme d'alimentation ou de cette charrue réside dans le fait qu'on peut la régler ou ajuster sa position pour donner une alimentation plus ou moins grande. Par exemple, si on laisse la charrue traîner dans la fente 3 comme le montre la fig. 4 par sa position 33", elle a très peu de tendance à introduire de la matière de- la fente dans la zone de fusion.
D'autre part, si elle est tournée vers l'intérieur jusque -dans la position représentée à la fig. 4 par 33, une quantité beaucoup plus considérable de matière est introduite dans la zône de fusion. La longueur de la lame de charrue est telle qu'on peut l'obliger à balayer entièrement le lit comme le montre la position 33'. Le réglage est produit au moyen d'une vis sans fin 36 et d'une'roue dentée 37, les changements de position s'obtenant par le réglage de
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la position du volant à main 35. On a trouvé que le mécanisme 'd'alimentation ainsi obtenu est extrêmement sensible et qu'une précision extrême d'alimentation peut être obtenue avec cette disposition.
Il est évident que lorsque la charrue est dans une de ses positions retardées telle que celle représentée en 33 à la fig. 4, elle ne s'étend pas suffisamment vers l'intérieur pour couper la ligne intérieure du lit 17. Dans la fusion de nombreuses matières, il se forme, sur la surface qui est exposée à la chaleur rayonnante, une croûte gommeuse. Cette croûte peut devenir très forte et opposer de la résistance à l'arrivée de l'alimentation. Bien que le mécanisme suivant la présente invention puisse être construit avec une force suffisante pour refouler la nouvelle matière à travers cette croûte, cette action n'est parfois pas désirable.
Il est connu qu'on a inventé, employé et breveté un grand nombre d'organes d'alimentation fonctionnant suivant le principe du refoulement de la matière de l'extérieur d'une pile à travers cette pile et dans la zône de fusion où elle est exposée à la flamme. D'une manière générale, ces organes d'alimentation doivent être de construction extrêmement robuste.
Comme résultat de cette construction énorme,ils deviennent encombrants et coûteux. Malgré leurs dimensions et leur force, des ruptures se présentent fréquemment et les réparations sont coûteuses. En outre, la rupture de ces mécanismes peut avoir pour résultat de fermer le four ce qui, comme les personnes du métier le savent, est une pratique très mauvaise.
Outre le dommage subi par les réfractaires, etc., la perte de production due à cette fermeture n'est pas désirable.
Si de semblables organes d'alimentation à expulsion sont employés dans une matière qui tend à former une surface durcie à l'endroit où elle est exposée à la flamme, l'alimentation de la matière doit nécessairement se faire en blocs ou en
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plaques qui sont plus ou moins périodiquement poussés de la surface durcie vers le bas dans le lit. Il arrive fréquemment qu'à la suite dtexpulsion de la matière durcie une grande quantité de matière mobile tombe dans le lit derrière cel- le-ci. Ceci provoque des poussières dans le four et si la quantité de matière mobile ainsi projetée est suffisante, elle peut parfois passer directement dans l'orifice de sortie 18 sans être fondue ou grillée.
Bien que le four puisse être actionné dans de pareilles conditions lentes et avec une alimentation intermittente, les conditions les meilleures pour le fonctionnement résident dans l'alimentation continue régulière.
En vue d'éviter cet effet des anciens types d'organes d'alimentation à expulsion, on a imaginé un système d'alimentation et un appareil qui introduit d'une manière continue et qui peut être le mieux décrit comme étant, non pas un organe à expulsion, mais un organe d'alimentation à poussée ou à chenal. A la connaissance de l'inventeur, ce système et cet appareil sont nouveaux, et ils font partie du résumé. On a appelé l'appareil un organe d'alimentation à chenal vu que, par la méthode de la présente invention, on maintient un chenal libre ou ouvert juste en-dessous de l'extrémité de la boite à feu 1, c'est à dire juste en-dessous de la brique de nez 13a et de la chemise d'eau 6 à la fig. 5.
Ce chenal, représenté en 38 à la fig. 5, bien qu'étant toujours maintenu plein de matière mobile, est néanmoins maintenu dégagé et exempt de l'agglomération qui peut se produire à la surface du lit'chauffé.
En vue de fournir et de maintenir ce chenal, on emploie un certain nombre de lames minces analogues à des sabres qu'on a appelées des couteaux, dont l'une est visible en 39 à la fig. 2. En se reportant à la fig. 6, on voit l'ensemble d'un de ces couteaux. Il est porté sur la table rotative annulaire 26 et tourne avec l'ensemble des trémies d'alimenta-
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tion, des charrues et des autres couteaux. Comme le montre la fig. 2, les couteaux ne sont pas soumis à un réglage pour faire varier l'alimentation. Ils sont prévus seulement dans le but ici décrit. Par conséquent, ils sont habituellement actionnés en direction vers le centre du four. Ils sont faits en un métal solide tel que de l'acier à ressort ou en un alliage moderne résistant à la chaleur, la pointe 39a étant de préférence faite en ce dernier métal.
Ces lames de couteaux doivent être relativement minces, soit environ 6mm d'épaisseur, et elles peuvent être aiguisées de façon à offrir une moindre résistance et à mieux couper. Si l'on se reporte à la fig. 6, on voit la lame de oouteau elle-même en 39, portée par l'arbre 40. Un écrou d'assemblage 41 est prévu pour fixer la lame à l'arbre. L'arbre est de préférence entaillé dans un plan de façon à faciliter son mouvement à travers le lit de matière dans la fente 3. L'arbre est supporté par un manchon 42 qui est fixé à la table rotative 26. La vis de pression 43 est prévue pour maintenir le couteau en position. La poignée 44 est employée pour faire tourner le couteau dans le lit et pour l'amener vers l'extérieur et vers le haut à un endroit visible pour le nettoyage et l'inspection.
Le fait que ces lames de couteau peuvent être faites relativement légères fait partie des principes généraux de la présente invention et correspond à ceux-ci. Si la matière dans le lit était autorisée une fois à devenir dure, comme elle le fait dans le cas où l'ancien type d'organes d'alimentation à expulsion est utilisé, les lames de couteau minces et le mécanisme de support seraient tordus ou déformés autrement lors du refoulement ou des essais de refoulement dans le lit. Au contraire, suivant la présente invention, on débute avec un chenal ouvert et on maintient ce chenal ouvert au moyen des couteaux.
Lorsque le chenal est ainsi maintenu, une très petite ré-
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sistanoe est offerte dans la suite aux lames de couteau et aux charrues. Ceci est une conception tout à fait nouvelle et s'écarte des anciens types de mécanismes d'alimentation que l'inventeur a examinés. Ue chenal est, de préférence, placé juste en-dessous de l'extrémité de la boîte à feu, comme cela sera discuté avec plus de détails dans la suite.
Comme on l'a indiqué précédemment, on a trouvé désirable d'employer un certain nombre de ces lames de couteaux.
Par exemple trois ou un plus grand nombre de ces lames peuvent être mises en fonctionnement sur le four décrit. Les lames de couteaux peuvent être actionnées au-dessus et endessous de la charrue 33 de la fig. 5, pour assurer un chenal libre pour la charrue et pour la matière d'alimentation qui a laissé entrer la charrue dans la zône de fusion. En général, on trouve suffisant de faire fonctionner une seule lame de couteau à la hauteur a représentée à la fig. 5.
Plusieurs lames de couteaux peuvent avantageusement être actionnées à la hauteur moindre b. La principale nécessité de la lame de couteau supérieure fonctionnant à la hauteur a est d'empêcher la matière de se coller et de s'accumuler sur la face inférieure de la brique de nez 13a.' Fréquemment, le lit de matière 17 se développe, c'est à dire qu'il prend un angle de repos différent de celui représenté au dessin et il peut même atteindre la brique de nez 13a et au-delà.
Par conséquent, le couteau supérieur contribue à maintenir la matière écartée de la brique de nez et à maintenir le chenal libre à son plan supérieur. Le ou les couteaux inférieurs fonctionnent en un point qui est à l'extrémité inférieure ou sous l'extrémité inférieure de la face de charrue, c'est à dire dans le plan b comme le montre la fig. 5.
Ces couteaux inférieurs maintiennent le lit ouvert en permettant à la charrue de travailler librement et sans résistance appréciable dans le chenal.
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En vue de faire en sorte que le lit 17 soit taillé continuellement et que le chenal soit maintenu, il est nécessaire que ces lames de couteaux s'avancent à travers le lit quelque peu dans l'espace de chauffage. En fonctionnement pratique, on a trouvé que l'angle de repos exaot du lit n'est pas toujours constant. Au contraire, comme on l'a indiqué précédemment, la crête du lit 17 peut se mouvoir vers l'intérieur ou vers l'extérieur par rapport au centre du four.
Bien que les lames de couteaux puissent être tournées légèrement pour compenser ceci, il est préférable d'employer ces lames de couteaux seulement dans le but de découper et non pour l'alimentation. Si elles étaient tournées d'un certain angle, comme l'est la charrue dans sa position 33 à la fig. 4, elles auraient une tendance à agir comme organes d'alimentation malgré leur faible épaisseur- Pour maintenir l'alimentation constante, les lames de couteaux sont généralement actionnées de façon qu'elles s'avancent directement vers le centre du four. De cette manière, aucune variation n'est introduite par suite d'une modification de l'angle d'entrée des couteaux. La variation de la vitesse d'alimentation est réalisée seulement par la variation de l'angle de la charrue 33.
En outre, si l'on fait fonctionner les couteaux dans une position fixe, l'arbre 40 peut être entaillé comme le montre la fig. 6, dans un plan perpendiculaire au diamè- tre du four ; end'autres termes, la section réduite de l'ar- bre 40, représentée à la fig. 6, est réduite seulement dans une dimension ; dans l'autre dimension l'arbre a la même largeur qu'à sa partie principale.
En vue de permettre des variations dans l'angle de repos du lit et des changements dans la position de la crête, on dispose des lames de couteaux de longueurs variables.
Moyennant l'emploi de l'écrou 41 de la fig. 6, les lames de couteaux peuvent être enlevées et remplacées par d'autres
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plus longues ou plus courtes suivant que les caractéristiques du lit changent d'un moment à l'autre. On préfère faire fonctionner les lames de couteaux de telle manière que seule une petite partie de la lame s'avance à travers le lit et est exposée à la chaleur radiante dans le four. De cette manière, on évite la détérioration rapide des lames de couteaux.
Si l'on résume maintenant les caractéristiques aombi- nées du mécanisme d'alimentation, caractéristiques qui peuvent évidemment être employées séparément ou ensemble, elles se présentent comme suit :
La trémie mobile 25 est maintenue pleine de matière mobile d'alimentation et tourne autour du four assez lentement. En tournant ainsi, elle dépose une couche de la matière d'alimentation dans la fente 5, la hauteur de la matière dans cette fente étant modifiée suivant les désirs au moyen des portes coulissantes SI attachées à la trémie.
De pareils changements ne doivent pas être faits à de courts intervalles mais le réglage est effectué suivant la contre-pression à l'intérieur du four et suivant d'autres facteurs discutés ci-après. Lorsque la table rotative 26 portant les trémies, des couteaux et des charrues se meut autour du four, les lames de couteaux tranchent à travers le lit de matière en s'avançant près de la crête, et maintiennent le chenal ouvert. Il doit être évidemment bien entendu que ce chenal dégagé n'est pas visiblement ouvert mais est complètement rempli ou obturé par la matière d'alimentation mobile. On l'appelle un "chenal ouvert" parce que la matière dans ce chenal ne peut pas s'agglomérer ni durcir comme elle le fait sur la surface principale du lit ou dans le lit lui-même.
Lorsque la charrue se meut en tournant, elle déplace une certaine quantité de la matière d'alimentation à travers ce chenal ouvert et par-dessus
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la crête du lit. Grâce à ce chenal ouvert, une légère résistance est offerte à la matière déplacée vers l'intérieur par la charrue et un réglage constant, sensible peut être obtenu.
Une petite rotation du volant à main 35 de la charrue à la fig. 4 suffit pour faire varier la quantité de matière d'alimentation de façon appréciable.
Sous de nombreux rapports, ce type d'organe d'alimentation et ce procédé d'alimentation diffèrent notablement du type usuel. Outre ses avantages mécaniques, cet organe d'alimentation est avantageux en ce qu'il fournit un type tout à fait nouveau et désirable d'alimentation pour ce système de grillage et de fusion. Une des conditions de ce type de four et de ce système est de calciner, de griller ou de fondre la matière et de la faire sortir du four avec le moins de retard possible. Dans de semblables procédés, l'uniformité d'action est une caractéristique des plus désirables.
Lorsque cet organe d'alimentation est en action et que le four est en équilibre, c'est à dire qu'il est alimenté à la même vitesse que la matière est extraite, l'alimentation consiste en une aotion de poussée plutôt qu'en une action d'expulsion telle qu'en fournit l'ancien type d'organes d'alimentation.
De la nouvelle matière sous la forme friable est envoyée de façon continue à travers le chenal et par-dessus le sommet de la crête, après quoi elle roule vers le bas vers l'orifice 18. En faisant varier la vitesse de rotation de l'anneau et en prévoyant un nombre suffisant de lames de couteaux, de façon à empêcher une consolidation appréciable de la crête, on peut régler avec finesse le degré dont la matière est poussée par-dessus la crête et obligée de rouler vers le bas sur le lit.
Pour cette raison, on munit le mécanisme de commande (non représenté) pour la table rotative 26 d'un mécanisme à vitesse variable, à réduction de vitesse. Avec très peu
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dtexpérience, l'opérateur est capable de rendre l'allure d'alimentation tout à fait conforme à ses désirs. Evidemment, si la table tournante est accélérée, les charrues doivent être retardées dans une certaine mesure si la quantité de matière à introduire doit rester constante.
Il est à remarquer que la charrue elle-même ne perce pas le lit jusque dans la zône de chauffage. La pointe de la charrue fonctionne d'une manière variable, en un endroit entre la fente d'alimentation 3 et la crête du lit. Comme elle fonctionne dans le chenal formé et entretenu par les lames de couteaux, la charrue n'est pas appelée à surmonter une résistance appréciable. Cette caractéristique permet des conditions régulières de vitesse d'alimentation malgré les changements appréciables dans le lit lui-même. Cette combinaison de l'entretien du chenal décrit ci-dessus et de la charrue à action libre permet d'obtenir une distribution à projection de la matière par-dessus le sommet sur le lit de fusion et dans la zône de fusion, ce qui était inconnu jusqu'à présent.
Cette alimentation par saut par-dessus la crête, c'est à dire l'épandage d'une certaine quantité de matière brute très bas sur le lit, a une valeur extrême dans beaucoup de cas. A titre de comparaison, si la matière est amenée seulement au sommet où elle est fondue et autorisée à descendre, il se produit deux phénomènes indésirables. En premier lieu, le fond du lit 17 tend à fondre et cette surface fondue est fréquemment remplacée seulement à intervalles assez longs par une chute complète de toute la crête du lit, provoquée naturellement ou par un ringardage à la main.
En seoond lieu, spécialement dans le cas où l'on fond du tétraborate de sodium hydraté pour produire du tétraborate de sodium cristallin anhydre, il est désirable que la matière du bas du lit ne soit pas surchauffée avant qu'elle sorte
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par l'orifice 18.
Si de la nouvelle matière est introduite ou exposée à la flamme prinoipalement au sommet de la crête pendant la plus grande partie du temps, la matière sortant à l'ouverture 18 a une tendance à être surchauffée. Grce à l'action d'alimentation par saut par-dessus la crête, qui a pour résultat un épandage d'une manière régulière et uniforme, une grande proportion de la nouvelle matière arrive très bas sur le talus en pente 17a et l'on a la possibilité de répartir la matière de telle manière qu'elle est entièrement fondue lorsqu'elle atteint l'orifice de sortie 18 mais n'a pas été surchauffée dans une mesure appréciable.
Bien que cette action consistant à éviter le surchauffage soit importante dans le cas de borax, les avantages du type perfectionné d'organe d'alimentation sont précieux dans d'autres applications où le surchauffage en lui-même peut ne pas être fortement désavantageux. On évite une poussière excessive. Par le fait qu'on est capable de distribuer la matière sur la face de la plus grande partie de la pente 17a, une caloination, un grillage ou une fusion plus rapide a lieu. Comme corollaire, un semblable système d'alimentation permet d'absorber une plus grande partie de la chaleur de la flamme et d'obtenir un fonctionnement plus efficace.
Dans beaucoup de cas, spécialement dans le cas de substances hydratées ou de substances qui subissent des ohangements chimiques profonds lors du chauffage, il y a une tendance à exfoliation lors de l'entrée dans la zône de fusion.
Ceci est particulièrement marqué dans le cap de borax.
Si l'on fait agir une flamme de soufflage, telle qu'un chalumeau oxy-aoétylénique, sur la surface du borax, un grand gonflement se produit, la surface de la matière commence à fondre, mais ensuite l'action cesse pratiquement. Pendant ce gonflement, il se produit une couche isolante très efficace de matière gonflée qui empêche le transfert de chaleur
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de la flamme au borax situé en-dessous ou lui oppose une résistance. Un des avantages du présent matériel et du présent système d'alimentation est que la matière arrivant est répandue sur la surface en quantités relativement petites, et est exposée avec une grande surface au rayonnement de la flamme située au-dessus. Ceci provoque une fusion rapide d'une matière qui autrement est extrêmement difficile à fondre.
On peut voir, en outre, que la plus grande partie du talus en pente 17a est couverte par la matière fondue circulant lentement vers le bas, vers l'ouverture 18. Lorsqu'une nouvelle charge peu importante de matière est conduite à travers le chenal et est répandue sur le lit, cette matière vient immédiatement en contact avec la matière fluide sur le lit. Cette action relativement simple constitue une des nouveautés de la présente invention. En effet, par l'emploi de celle-ci, on a la possibilité de produire une fusion rapide de la matière d'alimentation récalcitrante. On a trouvé que ces matières brutes récalcitrantes, spécialement le borax, sont rapidement fondues lorsqu'elles sont placées sur une surface fondue de fluide chaud de même composition.
En fait, après qu'on a examiné l'action d'un chalumeau de soufflage décrit ci-dessus, il est presque incroyable de voir la rapidité avec laquelle le même borax est dissous ou absorbé dans une surface fondue surchauffée. De cette manière, on a la possibilité de provoquer une double action de chauffage et de fusion de cette matière récalcitrante. En d'autres termes, on la chauffe et on la fond d'une part par exposition au rayonnement direct et en une certaine mesure par convexion des gaz chauds et on la chauffe et on la fond d'autre part par la matière fondue chaude qui descend la surface en pente.
Finalement, ce système d'alimentation à chenal et à
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poussée, combiné à la présente construction de four, empêche la poussière exoessive provoquée par l'introduction de la matière d'alimentation en grandes masses. Lorsqu'on fond de nombreuses matières spécialement des sels alcalins, la formation de poussière est extrêmement peu désirable vu que la poussière de sel alcalin attaque la maçonnerie avec une grande rapidité, ce qui la détruit et souille fréquemment le produit. Sous ce rapport, les caractéristiques de construction du four perfectionné sont très avantageuses.
Par la construction du four essentiellement en deux sections télescopiques séparées et par l'amenée de la matière brute sous la section supérieure, tandis qu'on chauffe dans la section supérieure et qu'on fond dans la section inférieure, on a la possibilité d'empêcher presque complètement l'attaque de la poussière de sel alcalin sur la maçonnerie de la boite à feu.
Pour réduire encore davantage la formation de poussière et son action sur la maçonnerie, on dispose le four, comme le montre la fig. l, pour chauffer vers le bas en éliminant les gaz de carneaux par le bas. Bien que ce système soit le plus avantageux pour empêcher l'attaque de la maçonnerie, on ne revendique pas le chauffage avec tirage vers le bas comme nouveau et les caractéristiques précieuses de l'invention ne sont pas limitées à cette disposition seule. Comme on l'a spécifié plus haut, des fours comportant les caractéristiques nouvelles peuvent être construits avec un contour rectangulaire, le chauffage peut être fait par le côté, horizontalement, et finalement les gaz de carneaux peuvent être enlevés par le sommet, les côtés ou le bas, suivant les goûts de celui qui conçoit le four.
Dans la partie précédente de la description, on a indiqué qu'il était désirable de munir la trémie 25 d'alimentation en circulation, à la fig. l, de portes coulissantes ré-
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glables 31 pour faire varier la profondeur de matière première dans la fente 3. Le système d'alimentation au moyen de charrues et de lames de couteaux ayant maintenant été décrit, on comprendra pourquoi on ne peut pas se fier à la matière dans le chenal ou à la matière à la crête 17a du lit pour fournir une obturation. Des fours de ce type peuvent être mis en fonctionnement dans des conditions de légère pression positive ou de légère pression négative. Le four représenté fonctionne sous une pression positive.
Dans ces conditions, si la surface de matière dans la fente 3 était laissée en coïncidence avec l'extrémité de la boite à feu 1, c'est à dire en coïncidence avec le bas de la brique de nez 13a et de la chemise d'eau 6, les gaz chauds du four seraient soufflés à travers la fente 3. Ceci s'est produit en plusieurs cas pendant l'expérimentation du four et lorsqu'on traite du borax, les résultats sont effrayants et désastreux. Les gaz chauds frappant le borax hydraté dans la fente 3 font gonfler dans une mesure remarquable les particules individuelles et les poussent dans tout le local du four de manière à créer une véritable tempête de neige.
On a trouvé qu'on ne peut pas se fier à la matière dans le canal 38 de la fig. 5 pour former une obturation satisfaisante mais qu'on doit prévoir cette obturation dans la fente 3 elle-même. Pour cette raison, la fente 3 est faite d'une profondeur considérable par engagement @élescopi- que de la zône de fusion plus large 2, fortement autour de la boite à feu 1. Dans cette fente, on amène une profondeur suffisante de la matière d'alimentation brute de'façon à surmonter la pression dans le four. Par l'amenée d'une profondeur suffisante de matière dans cette fente d'alimentation, il se forme une obturation parfaite, que la pression à l'intérieur du four soit positive ou négative.
Les portes d'alimentation sur la trémie sont rendues réglables vu que
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ces pressions peuvent être modifiées de temps en temps suivant les conditions de fonctionnement. En vue d'éviter un trainage excessif des arbres de charrue, des arbres de couteaux, etc.., à travers la matière se trouvant dans la fente 3, on s'efforce de maintenir cette profondeur de. matière d'obturation aussi mince que possible; de là l'utilité de la porte coulissante variable 31.
Sous ce rapport, la présente invention diffère de celles pratiquées antérieurement par le fait qu'on produit l'obturation extérieurement au four plutôt qu'intérieurement. L'obturation de ce four est toujours visible et la combinaison des caractéristiques automatiques de dépôt de la couche d'alimentation, telles qu'elles sont réalisées par la trémie rotative, assure un fonctionnement parfait. En d'autres termes, les changements à l'intérieur du four lui-même, qui peuvent affecter l'obturation dans les anciens types de chargeurs, ont peu d'effet ou n'ont pas d'effet du tout sur l'efficacité de la présente obturation vu qu'elle est entièrement à l'extérieur du four. Aussi longtemps qu'il y a de la matière d'alimentation disponible pour remplir la trémie en circulation, l'obturation est maintenue.
Evidemment, si la trémie mobile devient vide et que la charrue continue à envoyer la matière dans la zône de fusion, des dérangements se produisent. Comme le fonctionnement est entièrement visible, il n'y a pratiquement aucune éventualité, ni aucune excuse pour l'éventualité qu'une semblable condition se présente.
L'ancien type de système d'alimentation se base généralement sur une alimentation suffisamment en-dessous de la crête du talus incliné pour qu'une masse considérable de matière s'établisse au-dessus du point d'alimentation, verticalement, aussi bien qu'au dessus de celui-ci, horizontalement. La matière d'alimentation devenait collante par suite
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de l'influence de la ohaleur et procurait l'obturation requise pour le système. Au contraire, comme on le comprend d'après la description qui précède, on maintient un chenal ouvert juste en-dessous de l'extrémité de la boite à feu.
En outre, on dispose la lame de couteau supérieure dans le plan a de la fig. 5, pour empêcher ou décourager toute accumulation de matière au-dessus du plan a de cette figure.
L'action.de sectionnement des lames de couteaux empêche toute possibilité d'obtenir une obturation sûre à la crête 17a du lit. Par conséquent, on a dû fournir une profondeur suffisante dans la fente 3 et d'autres mécanismes accessoires en vue d'obtenir l'obturation entièrement à l'extérieur du four. La profondeur de la matière à l'intérieur de la fente est habituellement conservée de 10 cm à 30 cm au-dessus du plan a de la fig. 5.
L'enlèvement du produit du grillage, de la calcination ou de la fusion peut se faire par l'un quelconque de plusieurs moyens appropriés. Comme on l'a indiqué précédemment, le produit s'écoule par l'ouverture 18 de la fig. 1. Il peut être recueilli dans n'importe quel dispositif approprié, autorisé ou obligé à s'écouler vers un autre équipement de chauffage ou de calcination, vers des courroies de transporteur, des moules, etc.. Dans certains cas, il est seulement nécessaire de prévoir l'ouverture 18, la matière glissant directement sur un transporteur, etc.. En pareils cas, évidemment, le gaz de carneau est enlevé en un autre point à l'intérieur du four. Dans le four représenté ici en vue de l'explication, on a préféré extraire les gaz de carneaux du fond pour des raisons expliquées précédemment.
Si l'on se reporte à la fig. 1, on voit un goulot approprié 60 qui peut être attaché à l'ouverture 18 du four pour conduire les gaz chauds et le produit à la sortie du four. Sur ce schéma la matière fondue descend dans la par-
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tie inférieure du goulot où elle est reçue par les godets 61 du transporteur. Les gaz chauds sortent par l'ouverture 62.
On a trouvé avantageux de rétrécir l'orifice 62 par lequel les gaz chauds sortent du goulot de façon qu'une petite quantité de gaz chauds s'échappe par l'ouverture inférieure 63 de la fig. l, par où passe le produit traité au four.
Les gaz chauds sortant de l'ouverture 62 du goulot de la fig. 1 peuvent contenir une petite quantité de poussière.
Si une fusion s'effectue sur le lit de fusion, cette poussière est généralement fondue ou plastique. Dans le cas de fusion de borax, avec emploi d'une huile combustible comme source d'énergie, il se libère ou il se volatilise hors du borax et/ou de la poussière une certaine quantité d'acide borique due à la réaction du soufre de l'huile combustible, de l'oxygène et du borax. Cet acide borique mis en liberté a un bas point de fusion. Il sort par l'ouverture de goulot de la fig. 1, avec l'autre poussière.
On a rencontré des ennuis considérables provenant des petites quantités de poussière emportées avec les gaz de sortie. Une partie de cette poussière se rassemble dans les oarneaux faisant suite au goulot en formant lentement un dépôt collant. Ce dépôt continue à grandir et bouche finalement les oarneaux au moyen dtun revêtement collant ou plastique. Pour enlever ces dépôts, deux méthodes ont été essayées - leur fusion, et la fermeture, le refroidissement les détachant. Aucune méthode n'est entièrement satisfaisante.
Pour surmonter cette difficulté, on a imaginé le refroidisseur 45. Ce refroidisseur est attaché au goulot de la fig. 1 au moyen d'un court raccord 46 garni de briques.
Le principe de cet accessoire est de mélanger complètement
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et rapidement aux gaz de carneau venant du four une quantité suffisante de gaz de refroidissement pour solidifier ou refroidir les particules fondues de poussière emportées par ces gaz chauds. Une fois refroidies, les particules perdent leurs qualités adhésives et peuvent être enlevées par d'autres moyens.
Bien qu'un semblable refroidisseur puisse être construit de différentes manières, on a représenté une forme qui a été construite effectivement et qui donne des résultats satisfaisants. En vue d'une construction économique, on préfère faire ce refroidisseur à peu près entièrement en acier. La botte intérieure d'acier 47 est entourée d'une enveloppe extérieure d'acier 48. Entre ces deux enveloppes on fait passer un courant d'air. Ce courant d'air sert à empêcher l'enveloppe intérieure 47 de devenir surchauffée et la combinaison maintient l'enveloppe d'acier extérieure relativement froide, ce qui empêche les pertes excessives de chaleur.
De l'air peut être introduit entre les enveloppes sous pression, par exemple par le conduit 49 qui peut être réglé par un registre approprié 50. Le mélange du refroidisseur sort par le conduit 51.
Si on le dési re, le conduit de sortie 51 peut être maintenu sous une pression négative et au lieu d'introduire le gaz de refroidissement par le conduit 49 on peut le laisser entrer par des trous appropriés (non représentés) de l'enveloppe extérieure. Ces trous peuvent être pourvus de portes ou de couvercles de réglage appropriés de façon à produire la répartition désifée pour ce qui concerne le refroidissement des pièces d'acier. L'enveloppe intérieure est pourvue de trous d'entrée 53 pour introduire le gaz froid et le mélanger aux gaz de carneau chauds. En un point voisin de l'entrée des gaz chauds, on préfère disposer un certain nombre de petits trous 54 pour mélanger complètement le gaz
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froid au gaz chaud entrant en ce point. Des portes appropriées 55 peuvent être prévues pour l'inspection et le nettoyage.
Comme on lta indiqué précédemment, on trouve avantageux de maintenir, à la partie inférieure du goulot représenté à la fig. 1, une légère pression positive de façon qu'un peu des gaz chauds de carneaux sorte à l'extrémité inférieure.
L'équilibre de pression nécessaire peut être maintenu par l'introduction de gaz froid sous pression par le conduit 49 de la fig. 1, combinée à des registres appropriés et à une résistance située dans le conduit 51 (non représenté) ou dans son prolongement. Lorsque de l'air est envoyé sous pression au refroidisseur par le conduit 49, les portes couvrant les trous de l'enveloppe extérieure sont évidemment fermées.
On a trouvé que par ce moyen on peut obtenir un contrôle très précis de ce point.
Dans la forme préférée de l'invention représentée à la fig. 8, la matière d'alimentation est soumise à une précalcination avant d'être introduite dans la chambre de fusion.
Ainsi, lors de la calcination du borax Na2B4O7. IOH2O, celuici doit être précaloinê en Na2B4O7.7H2O avant d'être introduit dans le four et on préfère précalciner jusqu'à ce qu'il soit réduit en un corps compris entre Na2B4O7.5H2¯O et Na2B4O7.H2O. L'opération de précalcination évite les pertes des matières comme cela est expliqué plus loin.
Si l'on se reporte à la fig. 8, la chambre de fusion est désignée par! et est indiquée comme ayant son carneau 51 relié au moyen d'une tuyauterie 64 à un calcineur rotatif ou sécheur 65. A l'extrémité de sortie du calcineur, il y a un goulot 66 d'où la matière calcinée est déchargée dans un élévateur 67 conduisant à un silo 68 d'où la matière d'alimentation peut être introduite dans les trémies d'alimentation 25 du four. 69 indique une sortie de gaz pour le calcineur et 70 indique une trémie reliée au calcineur pour
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introduire la matière brute (du b=rax sec ou humide). Le calcineur est de préférence mis en fonctionnement suivant le principe du contre-courant.
La longueur du caloineur, la vitesse du gaz, etc.. sont telles que la matière entrante "transpire" dans une légère mesure et, dans ces conditions, on a trouvé qu'elle absorbe de l'acide borique du gaz de carneau quittant la chambre de fusion par le carneau 51 et renvoie cet acide borique au four F.
Si l'on revient de nouveau à la fig. 1, on a représenté une série de membranes imperméables A, B, et 0 concaves et se trouvant autour du lit entre la face 17a du lit et les parois extérieures et la sole. Le but de ces membranes est d'empêcher la migration de la vapeur d'eau de la surface du lit contre les parois du four et la sole. Il existe évidemment un accroissement de température entre la surface de fusion (représentant la température de fusion du produit, soit 870 C) et les parois postérieures et la sole qui sont pratiquement à la température du local.
Les membranes imperméables A, B et 0 sont formées suffisamment en-dessous de la surface normale de fusion du four de façon qu'elles ne soient pas endommagées par la matière fondue pendant le fonctionnement normal du four, et en même temps ces membranes sont placées suffisamment près de la chaleur du four de façon à être maintenues au-dessus de la température de condensation de l'eau (ou le point d'ébullition d'une solution saturée du sel en question) ce qui empêche la condensation sur celles-ci.
L'espace entre les membranes 'ou la membrane unique et les parois peut être rempli de matière brute, de préférence fortement déshydratée. De cette manière l'eau libérée peut exister et traverser le lit entre la face chauffée 17a et la membrane , uniquement à l'état de vapeur ; enexistant ainsi elle doit sortir du four par la face du lit
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par la cheminée extérieure avec les gaz de carneau.
Bien que ces membranes puissent être en métal ou en n'importe quelle autre matière convenablement résistante à la chaleur, non corrosive et imperméable et puissent devoir être construites ainsi dans beaucoup de cas, on a trouvé que dans le cas de borax, on peut former de semblables membranes imperméables, in situ, en conduisant correctement le fonctionnement du four.
Pour établir de semblables membranes,in situ, on remplit le four, par exemple, jusqu'à un niveau représenté par la membrane C et on applique une forte chaleur en coupant dé préférence l'alimentation de matière brute au four. Ceci provoque une fusion du borax sur la surface exposée et l'on peut faire en sorte qu'elle s'étend sur pratiquement toute la surface du lit. En se refroidissant, cette masse fait prise en un verre ou en une masse vitreuse intimement unie de borax cristallin anhydre. On peut former ainsi une membrane ayant de 6mm à plusieurs centimètres d'épaisseur. En introduisant de nouveau de la matière dans le four et en brûlant de nouveau la surface, on peut former, in situ, les se- conde, troisième, etc., membranes.
En fonctionnement pratique, ces membranes peuvent être formées de temps en temps, suivant les besoins en coupant simplement l'alimentation des matières brutes, en laissant la face 17a du lit fondre et en rétablissant ensuite l'alimentation. Cette méthode simple de formation de la membrane imperméable désirée est applicable à n'importe quel four qui a pour but la fusion, sur une surface de même substance, d'une matière hydratée. Le principe une fois indiqué est étonnamment simple. L'inspection du fond du four, s'il n'est pas étanche à l'eau, ou de trous-pilotes ou de trous d'inspection, si le fond est étanohe, sert à indiquer lorsque la solution commence à se former par cette action de
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transpiration.
Attendu que la membrane formée, in situ, peut ne pas être stable de façon permanente, elle peut être remplacée lorsque les circonstances l'exigent. Les opérations alternatives de brûlage et de remplissage à nouveau peuvent être effectuées comme un procédé de fonctionnement de l'installation.
Bien que la forme particulière de réalisation de l'invention ici décrite soit bien adaptée à l'obtention des buts de l'invention, différentes modifications et différents changements peuvent être apportés, et l'invention a la portée spécifiée dans le résumé annexé.