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Procédé pour l'utilisation de laitiers de haut-fourneau dans les f ours rotatifs à ciment.
L'emploi du laitier de haut-fourneau, en mélange finement pulvérisé avec du calcaire, pour alimenter par les voies normales les fours rotatifs à ciment est connu. Cepen- dans les laitiers de haut-fourneau obtenus par le procédé basique ne peuvent être introduits qu'en proportions limitées, en raison de leur grande fusibilité qui provoque dans la zône de cuisson des anneaux pétrifiés qui obstruent le four et rendent son fonctionnement irrégulier et de mauvais ren- dement.
Quant au procédé de fusion acide, appliqué de plus en plus au haut-fourneau, sous le nom de procédé sans man- ganèse, en abrégé les laitiers qu'il donne ne contien- nent pas de manganèse ce qui les rend particulièrement intéressants pour la fabrication du ciment, le manganèse étant une matière indésirable dans celle-ci. Mais ces lai- tiers sont beaucoup plus fusibles que ceux que donne le pro- @
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cédé basique et pour cette raison on ne peut, par les voies habituelles, les alimenter au four rotatif à ciment qu'en proportions très réduites.
L'objet de la présente invention est un procédé d'utilisation de semblables laitiers de hauts-fourneaux basi- ques ou acides comme matière première pour les fours à ciment, grâce auquel on peut en introduire des quantités importantes tout en évitant les inconvenientsw mentionnés ci-dessus.
Il consiste à alimenter directement dans la zône la plus chaude du four, les laitiers de haut-fourneau, préa- lablement séchés et réduits en poudre fine.
L'insufflation de la poudre de laitier suivant l'in- vention peut se faire en même temps et par les mêmes conduites que le combustible, charbon pulvérisé, huile lourde ou gaz, mais on peut également la pratiquer séparément du combustible, par des conduites spéciales appropriées.
L'expérience a montré que des quantités très grandes de laitier peuvent être introduites ainsi, de sorte que la capacité de production du four en est considérablement accrue, sans nuire à ses conditions de fonctionnement ni à la qualité du clinker obtenu.
Au contraire la qualité de celui-ci est plutôt amé- liorée pour la raison que grâce à la très haute température qui règne dans la zône de combustion, l'incorporation du lai- rier dans la matière qui fait son chemin normal dans le four, se produit sans doute principalement par diffusion.
Qu'ils soient acides ou basiques, les laitiers in- troduits suivant l'invention, de façon massive dans la zône de combustion, doivent être considérés comme éléments acides parmi les constituants du ciment. Afin de compenser l'excès d'acidité qu'ils introduiraient dans la composition de celui- ci, il est nécessaire de corriger en conséquence le mélange des matières premières qui continuent à être alimentées dans le four de la façon habituelle; ce mélange est donc plus riche
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en chaux et il présente une affinité d'autant plus grande pour le laitier acide ajouté suivant l'invention.
Le mélange alimenté au four par la voie habituelle étant plus riche en chaux et plus réfractaire, le procédé sui- vant l'invention élimine ainsi toute possibilité-de''format! on d'anneaux par voie ignée dans la zône de clinkérisation du four.
De même par l'introduction de laitiers suivant l'in- vention on évite complètement la formation intempestive d'an- neaux de pâte qui gênaient si souvent la marche des fours rota- tifs de cimenterie fonctionnant par la voie humide.
Elle améliore sensiblement le régime thermique du four qui devient plus économique. D'une part le laitier y est ajouté à l'état sec tandis que par la voie normale d'introduc- tion, il faudrait au préalablelhumecter plus ou moins et l'eau ainsi utilisée devrait être évaporée ensuite dans le four.
D'autre part le laitier de haut-fourneau étant très fusible et contenant encore disponible, sa chaleur de formation, son incorporation dans la masse du clinker se fait facilement et rapidement, moyennant un apport très faible de calories. La consommation de combustible par tonne de clinker diminue et l'épuisement de la chaleur dégagée dans le four est meilleur que par les procédés connus.
On sait que certains laitiers de haut-fourneau accu- sent des teneurs appréciables en potasse et autres alcalis et que ces éléments exercent une action nuisible sur le ciment si ces laitiers sont introduits dans le four rotatif par les voies normales. C'est ainsi notamment que le ciment moulu en partant de clinker obtenu de la sorte, forme souvent des gru- meaux et durcit dans les sacs, ce qui constitue un phénomène fort désagréable, attribué à la carbonatation rapide d'alumi- nates de potasse contenus dans le ciment.
Il a été constaté par contre que si le laitier con- tenant de la potasse ou d'autres alcalis est introduit suivant 'l'invention, directement dans la zône de combustion du four,
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.sous l'action de la très haute température ces constituants sont en partie volatilisés et s'échappent avec les fumées d'échappement du four, tandis que le surplus subit des trans- formations telles que leur nocivité susdite pour le ciment s'en trouve éliminée; il semble notamment que ces potasses et alcalis sont dans ce cas combinés dans le ciment sous for- me de silicates, sensiblement moins vite carbonatables que sous la forme d'aluminates.
Le procédé suivant l'invention permet ainsi d'utili- ser comme matière première une gamme de laitiers de hauts- fourneaux beaucoup plus étendue que par les procédés habi- tuels ; leur pourcentage peut être sensiblement plus abondant, la marche des fours est plus régulière et économique, tandis que leur production est fortement augmentée.
D'ailleurs, il est bien entendu que l'invention ne se limite pas aux formes de réalisation ci-dessus décrites, mais englobe également toutes variantes équivalentes de celles-ci.
Revendications
1.- Procédé d'utilisation de laitiers de haut- fourneau dans les fours rotatifs à ciment, caractérisé par le fait que le laitier préalablement séché et finement pulvé- risé est injecté directement dans la zône de combustion du four.
2. - Procédé d'utilisation de laitiers de haut- fourneau dans les fours rotatifs à ciment, suivant la revendi- cation 1, caractérisé par le fait que le dosage des matières premières qui continuent à être alimentées dans les fours par la voie normale, est modifié de façon à compenser l'excès d'acidité provoqué par les laitiers introduits dans la zône de combustion, afin de rétablir pour l'ensemble des matières alimentées, les proportions finales convenables pour l'obten- tion d'un clinker de la qualité désirée.
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Process for the use of blast furnace slag in rotary cement kilns.
The use of blast furnace slag, in a finely pulverized mixture with limestone, to feed rotary cement kilns by normal means is known. However, in the blast furnace slags obtained by the basic process can only be introduced in limited proportions, due to their great fusibility which causes petrified rings in the cooking zone which obstruct the furnace and make its operation irregular and poor performance.
As for the acid fusion process, applied more and more to the blast furnace, under the name of manganese-free process, for short, the slags that it gives do not contain manganese which makes them particularly interesting for cooking. manufacture of cement, manganese being an undesirable material therein. But these milks are much more fusible than those given by the pro- @
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ceded basic and for this reason it is not possible, by the usual routes, to feed them to the rotary cement kiln in very small proportions.
The object of the present invention is a process for using similar basic or acidic blast furnace slag as a raw material for cement kilns, whereby large quantities can be introduced while avoiding the drawbacks mentioned above. -above.
It consists of feeding the blast furnace slag, previously dried and reduced to a fine powder, directly into the hottest zone of the oven.
The insufflation of the slag powder according to the invention can be done at the same time and by the same pipes as the fuel, pulverized coal, heavy oil or gas, but it can also be carried out separately from the fuel, by pipes. appropriate specials.
Experience has shown that very large quantities of slag can be introduced in this way, so that the production capacity of the furnace is considerably increased, without adversely affecting its operating conditions or the quality of the clinker obtained.
On the contrary, the quality of the latter is rather improved for the reason that thanks to the very high temperature which prevails in the combustion zone, the incorporation of the slag into the material which makes its normal way in the furnace, probably occurs mainly by diffusion.
Whether they are acidic or basic, the slags introduced according to the invention, in a massive manner in the combustion zone, must be considered as acid elements among the constituents of the cement. In order to compensate for the excess acidity which they would introduce into the composition of the latter, it is necessary to correct accordingly the mixture of the raw materials which continue to be fed into the oven in the usual way; this mixture is therefore richer
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lime and it has an all the greater affinity for the acid slag added according to the invention.
The mixture fed to the furnace by the usual route being richer in lime and more refractory, the process according to the invention thus eliminates any possibility of format! on rings by igneous route in the clinkerization zone of the furnace.
Likewise, the introduction of slags according to the invention completely avoids the untimely formation of rings of paste which so often hampered the operation of rotary kilns in cement works operating by the wet process.
It significantly improves the thermal regime of the furnace which becomes more economical. On the one hand, the slag is added to it in the dry state, while by the normal way of introduction, it would first be necessary to moisten more or less and the water thus used should then be evaporated in the oven.
On the other hand, the blast furnace slag being very meltable and containing still available, its heat of formation, its incorporation into the mass of the clinker is done easily and quickly, with a very low supply of calories. The fuel consumption per ton of clinker decreases and the exhaustion of the heat released in the furnace is better than by the known methods.
It is known that certain blast furnace slags accumulate appreciable contents of potash and other alkalis and that these elements exert a detrimental action on the cement if these slags are introduced into the rotary kiln by normal means. Thus, in particular, the ground cement, starting from clinker obtained in this way, often forms lumps and hardens in the bags, which is a very unpleasant phenomenon, attributed to the rapid carbonation of potassium aluminates. contained in the cement.
On the other hand, it has been observed that if the slag containing potash or other alkalis is introduced according to the invention, directly into the combustion zone of the furnace,
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. under the action of the very high temperature these constituents are partly volatilized and escape with the exhaust fumes from the furnace, while the surplus undergoes transformations such that their aforementioned harmfulness for the cement is found. eliminated; it seems in particular that these potassium hydroxides and alkalis are in this case combined in the cement in the form of silicates, which can carbonate appreciably less quickly than in the form of aluminates.
The process according to the invention thus makes it possible to use as raw material a much wider range of blast furnace slags than by the usual processes; their percentage may be appreciably more abundant, the operation of the ovens is more regular and economical, while their production is greatly increased.
Moreover, it is understood that the invention is not limited to the embodiments described above, but also encompasses all equivalent variants thereof.
Claims
1.- Method of using blast furnace slag in rotary cement kilns, characterized in that the previously dried and finely pulverized slag is injected directly into the combustion zone of the kiln.
2. - A method of using blast furnace slag in rotary cement kilns, according to claim 1, characterized in that the dosage of the raw materials which continue to be fed into the kilns by the normal route, is modified so as to compensate for the excess acidity caused by the slags introduced into the combustion zone, in order to re-establish for all the materials supplied, the final proportions suitable for obtaining a clinker from the desired quality.
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