<Desc/Clms Page number 1>
" Four perfectionné de grillage de minerais sulfureux".
Cette invention a trait à des fours de grillage de minerais sulfureux tels que les pyrites de fer, les pyrites de cuivre et matières analogues, dans lesquels fours la matière à griller est introduite en fragments très fins en même temps qu'un jet d'air de combustion primaire à travers un brûleur aménagé au centre du toit qui sera de préférence voûté, tandis que l'air de combustion secondaire est introduit par le fond de la chambre du four. Le mélange de la menue matière avec l'air peut être intensifié en introduisant la matière à griller et l'air de combustion primaire
<Desc/Clms Page number 2>
ainsi que l'air de combustion secondaire tout en leur imprimant un mouvement giratoire.
Dans ce genre de fours la combustion a lieu en substance dans la partie supérieure de la chambre de combustion et la voûte de cette chambre est en conséquence sujette à une température très élevée. On a déjà proposé pour ce genre de fours d'utiliser une partie de la chaleur de la voûte pour un séchage et un préchauffa- ge. Dans le four qui fait l'objet de la présente invention, ce projet est réalisé. A cette fin, la matière à sécher ou à réchauf- fer préalablement et qui consiste généralement en la matière à griller, est distribuée de la façon la plus uniforme possible sur la surface de la voûte de la chambre du four, à l'aide d'un mécanisme malaxeur, comprenant des râcloirs tournants.
Pour suppor- ter et manoeuvrer ces râcloirs, il faut des supports de grandes dimensions et à pouvoir portant très élevé, et un puissant méca- nisme de commande. Etant donné le poids élevé des râcloirs et de leurs éléments de support et de commande, il est à recommander de ne pas en charger la voûte puisque en ce cas la voûte doit avoir des dimensions excessives et devient encombrante, devena.nt par là-même moins efficace comme source de chaleur pour le séchage et le réchauffage préalable.
Une seconde raison pour laquelle il n'est pas indiqué de charger le toit du four des dits éléments, est la dilatation par pendant la marche la chaleur à laquelle est exposée la voûte/du four, avec comme résultat le relèvement de la partie centrale de la voû-te. Ceci pourrait avoir une influence néfaste sur le mécanisme de commnde s'il était supporté par le toit.
Conformément à la présente invention, les subits inconvénients sont éliminés en supportant le toit du four et le mécanisme mélangeur ainsi que son mécanisme de commande, substantiellement à un niveau égal, par une paroi ou ossature métallique séparée, en soulageant ainsi le toit de toute charge supplémentaire hormis la matière à sécher; de plus, l'élévation et l'abaissement de la
<Desc/Clms Page number 3>
voûte dûs aux variations de température n'auront guère d'influence sur le mécanisme mélangeur.
En disposant cette paroi ou ossature dans une chambre annulaire entourant la paroi du four, chambre qui se trouve exposée à l'air libre à sa partie inférieure et qui, à son sommet, porte un orifice de sortie débouchant sur la surface supérieure de la voûte mais fermé dans toutes les autres directions, on obtient une chambre de préchauffage efficace pour l'air de séchage, cet air entrant par le fond de la chambre et étant préchauffé par son ascension dans celle-ci, par-la chaleur émise de la paroi chaude du four, pour être enfin répandu sur les matières se trouvant sur le toit du four en passant de la périphérie de la voûte par-dessus ces matières pour s'échapper par un orifice d'évacuation situé à, ou près de, la périphérie intérieure de la partie du toit recouver- te de matière à sécher.
Lesdessins ci-joints illustrent une application de ' l'invention.
La figure 1 est une coupe verticale du toit d'un four conformément à l'invention, avec un dispositif aménagé au-dessus du toit, vu. partiellement en élévation et partiellement en coupe.
La figure 2 montre une moitié du four en vue en plan, certaines parties étant enlevées et certaines autres étant montrées en coupe.
Les repères se référant aux dessins sont :
1 est la chambre de combustion; 2 est la paroi latérale réfractaire du four qui,dans le cas qui nous occupe, est supposée . cylindrique; } est une couche de maçonnerie calorifuge'entourant la paroi 2, et est une enveloppe en tôle, entourant immédiatement le calorifugeage 3, 5 désigne une couche de maçonnerie calorifuge couvrant la surface externe d'une seconde paroi en tôle, 6, entou- rant concentriquement la paroi à une certaine distance de cette dernière.
<Desc/Clms Page number 4>
A la surface intérieure de la paroi interne de tôle 4, immédiatement au-dessus du sommet de la paroi mixte du four ±,-1, est fixée une cornière 1 formant bord ou console circulaire autour de la périphérie intérieure de ladite paroi en tôle. La voûte réfractaire 8 est supportée par la console consti- tuée par la cornière 1 . Un brûleur 9 se trouve introduit dans une ouverture centrale de ladite voûte. La voûte réfractaire 8 est recouverte d'une couche de maçonnerie calorifuge 10 recouverte à son tour d'une sole 11 d'un matériau résistant à l'usure. Cet-te sole résistante à l'usure, Il'0 est destinée à former le fond d'un espace ou chambre annulaire devant recevoir les matières à sécher ou à préchauffer.
A sa périphérie extérieure, cet espace annulaire est limité, d'une'part par un prolongement de la paroi intérieure de tôle 4, et d'autre part par une paroi de tôle séparée ou bouclier 12 dont le bord inférieur se projette légèrement au-delà du bord/supérieur de la paroi à faible distance à l'intérieur de celle-ci et dont le bord supérieur est fixé à une aile intérieure d'un fer U annulaire 13 dont l'aile extérieure est rivée au sommet de la paroi métallique 6. Ainsi le fer U 13 forme un chapeau pour l'espace annulaire entre la paroi métallique intérieure 4 - 12 et la paroi métallique extérieure 6, armant en même temps un élément de support pour cette paroi métallique extérieure 6 et son calo- rifugeage 5.
Le fer U, à son tour, est supporté par une série de colonnes 15 comprenant, par exemple, des poutrelles (en H) verti- cales reposant sur un fer U 14 rivé à la surface extérieure de la paroi 4 à un niveau légèrement supérieur à celui de la cornière 2 et entourant entièrement la paroi 4.
Des intercalaires 16 sont introduits entre la paroi 12 et les colonnes 15 pour assurer un espace déterminé entre les parties des parois 1+ et 12 situées en regard l'une de l'autre.
Les colonnes 15 supportent non seulement les parais 12 et 6 - 5, mais aussi la superstructure tout entière du four.
<Desc/Clms Page number 5>
Ladite superstructure comprend comme éléments principaux une ossature consistant en poutrelles 32 fixées horizontalement en travers du toit, et une paroi séparée 25 attachée à ladite ossatu- re et entourant concentriquement l'enveloppe du brûleur.
A sa périphérie intérieure le susdit espace ou chambre annulaire de séchage est limité d'une part par une paroi 17 mobile concentriquement autour de l'enveloppe du brûleur et d'autre part par un joint étanche au gaz,18,aménagé entre cette paroi mobile 17 et la surface supérieure de la voûte.
A son sommet, l'espace ou chambre de séchage est limité par un plafond 19 en tôle muni d'ouvertures et de volets à desti- nations diverses. Ce plafond 19 est supporté d'une part directement par la gouttièreéirculaire 13 et d'autre part par l'ossature 32.
Un joint étanche au gaz,21 ,est disposé entre le plafond 19 et la paroi mobile 17 et près de la périphérie intérieure de l'espace ou chambre de séchage se trouve un orifice dchappement d'air 22 situé de préférence à une parite annulaire élevée du plafond.
La susdite paroi mobile 17,qui est concentrique au brûleur central, repose au moyen d'une couronne 23 sur une série de galets de support 24 dont les axes sont radiaux par rapport à l'enveloppe du brûleur et qui sont montés dans la paroi 25 ainsi qu' un jeu de galets de guidage 26 à axes verticaux, adap- tés pour centrer la paroi 17. Ladite paroi 17 porte à son sommet une couronne 27 dentée intérieurement engrenant avec un pignon 28 dont l'arbre 29 est mis en mouvement via un jeu d'engrenages ré- ducteurs 30 par un moteur électrique 31. Ce moteur 31 et le réduc- ' teur 30 sont montés sur le châssis 32.
La paroi mobile 17 mentionnée plus haut porte un jeu de bras radiaux 35 qui surplombent la voûte jusque près de la paroi 12. Ces bras 35 portent des râcloirs 36 s'étendant jusqu'à la périphérie de la sole résistante à Usure, 11, et ménagés de ma- nière à ce que, durant le mouvement rotatif des bras, ils remuent
<Desc/Clms Page number 6>
la matière réduite en fragments ou plus ou moins finement divisée qui se t'ouve sur le toit du four, et la propulsent au fur et à mesure en direction du mouvement des bras. Cette matière,qui est généralement celle qui doi.t être grillée dans le four, est intro- duite par une bouche 37 d'alimentation, prévueà la partie annulai- re surélevée 38 du plafond.
Un plateau annulaire 39 est prévu sous cette partie surélevée 38 et est attaché aux bras 35 de façon à prendre part à la rotation de la paroi 17.
La matière introduite par l'ouverture 37 tombe sur ledit anneau 39 muni d'un rebord vertical à sa périphérie exté- rieure et est déplacée avec lui. Des palettes ou éléments trans- porteurs similaires 40 attachés au côté inférieur de la partie 38 du plafond, déplacent la matière graduellement vers l'intérieur, vers le bord interne libre du plateau 39 où la matière tombe sur la sole 11 qui est chauffée à haute température par la chaleur du où four,,/la matière/est séchée ou préchauffée et pour améliorer le préchauffage et le rendre uniforme, la matière est agitée par les râcloirs 36 des bras tournants 35 qui triturent la matière en la déplaçant simultanément graduellement autour de la voûte vers une sortie 41.
Le préchauffage ou le séchage de la matière peuvent également être améliorés en admettant de l'air chaud de la chambre de préchauffage d'air représentée par l'espace annulaire entre les parois et 6. Cet air entre à la partie inférieure de cet espace annulaire et est, pendant son ascension, préchauffé au contact de la paroi chaude du four en montant et entre à l'état préchauffé, par la fente ménagée entre les parois et 12, dans la chambre de séchage, à la périphérie extérieure de celle-Ci, d'où il passe par-dessus la matière étendue sur la sole 11.
Comme l'air ne peut s'échapper de la chambre de séchage, que par la bouche 22, il est forcé de circuler à l'intérieur sur la matière et aussi de se déplacer à travers la chambre en direction périphérique en balay- ant ainsi soigneusement la masse entière de.matière contenue dans la chambre de séchage, en lui furnissant de la chaleur et en captant son humidité.
<Desc/Clms Page number 7>
Puisque la voûte et l'appareil râcleur incluant son mécanisme de commande sont supportés par la paroi 4, approximati- vement au même niveau, les mouvements de levage et d'affaissement de la voûte, causés par les variations de température, n'auront aucune influence sur l'appareil mélangeur. De plus, la voûte sera complètement libérée de toute charge supplémentaire, exceptée la charge relativement minime représentée par la matière à sécher ou à préchauffer.
Grâce au guidage rationnel de l'air de séchage à l'intérieur d'une chemise d'air de volume limité et grâce aussi au fait que l'air préchauffé est guidé rationnellement durant son passage à travers la chambre de séchage, un préchauffage efficace de l'air de séchage, aussi bien qu'une transmission efficace de la chaleur de cet air à la matière à sécher, seront assuré-s.
REVENDICATIONS.
1.- Four de grillage pour minerais sulfureux, tels que les pyrites de fer, les pyrites de cuivre, et matières similaires, dans lequel la matière à griller, étendue sur le toit du four ,, lequel est de préférence voûté, est séchée ou préchauffée et est triturée par un mécanisme râcleur rotatif, caractérisé en ce que la voûte du four et le mécanisme râcleur incluant son mécanisme de commande sont supportés séparément, substantiellement au même niveau, par une paroi ou ossature métallique, libérant ainsi la voûte du four de toute charge supplémentaire, hormis celle de la matière à sécher qui y repose et évitant toute influence sur le mécanisme râcleur, des mouvements de levage et d'affaissement auxquels la voûte pourrait être soumise en raison des.variations .de température dans la chambre du four.
<Desc / Clms Page number 1>
"Perfected oven for roasting sulphurous ores".
This invention relates to roasting furnaces for sulphurous ores such as iron pyrites, copper pyrites and the like, in which the furnaces the material to be grilled is introduced in very fine fragments together with a jet of air. primary combustion through a burner arranged in the center of the roof which will preferably be vaulted, while the secondary combustion air is introduced through the bottom of the furnace chamber. The mixing of the small material with the air can be intensified by introducing the material to be grilled and the primary combustion air
<Desc / Clms Page number 2>
as well as the secondary combustion air while giving them a gyratory motion.
In this type of furnace the combustion takes place essentially in the upper part of the combustion chamber and the roof of this chamber is consequently subject to a very high temperature. It has already been proposed for this type of oven to use part of the heat from the roof for drying and preheating. In the furnace which is the object of the present invention, this project is carried out. To this end, the material to be dried or reheated beforehand and which generally consists of the material to be grilled, is distributed as uniformly as possible over the surface of the vault of the oven chamber, using 'a mixing mechanism, comprising rotating scrapers.
To support and maneuver these scrapers, large supports are required with very high bearing capacity, and a powerful control mechanism. Given the high weight of the scrapers and their support and control elements, it is recommended not to load the arch with them since in this case the arch must have excessive dimensions and becomes bulky, thereby becoming less efficient as a heat source for drying and preheating.
A second reason why it is not indicated to load the roof of the furnace with said elements, is the expansion by during operation the heat to which the roof / of the furnace is exposed, with as result the raising of the central part of the furnace. the vault. This could have a negative influence on the operating mechanism if it was supported by the roof.
In accordance with the present invention, the sudden inconveniences are eliminated by supporting the roof of the furnace and the mixing mechanism as well as its operating mechanism, substantially at an equal level, by a separate metal wall or frame, thereby relieving the roof of any load. additional except the material to be dried; in addition, the raising and lowering of the
<Desc / Clms Page number 3>
vault due to temperature variations will have little influence on the mixing mechanism.
By arranging this wall or framework in an annular chamber surrounding the wall of the furnace, a chamber which is exposed to the open air at its lower part and which, at its top, carries an outlet opening opening onto the upper surface of the vault but closed in all other directions, an efficient preheating chamber is obtained for the drying air, this air entering through the bottom of the chamber and being preheated by its rise in it, by the heat emitted from the wall heat from the furnace, to be finally spread on the materials on the roof of the kiln passing from the periphery of the vault over these materials to escape through a discharge port located at or near the periphery interior of the part of the roof covered with material to be dried.
The accompanying drawings illustrate an application of the invention.
Figure 1 is a vertical section of the roof of a furnace according to the invention, with a device arranged above the roof, seen. partially in elevation and partially in section.
Figure 2 shows one half of the oven in plan view, some parts removed and some others shown in section.
The reference marks referring to the drawings are:
1 is the combustion chamber; 2 is the refractory side wall of the furnace which, in the present case, is assumed. cylindrical; } is a layer of heat-insulating masonry surrounding the wall 2, and is a sheet metal shell, immediately surrounding the insulation 3, 5 designates a layer of heat-insulating masonry covering the outer surface of a second sheet wall, 6, surrounding concentrically the wall at a certain distance from the latter.
<Desc / Clms Page number 4>
To the internal surface of the internal sheet metal wall 4, immediately above the top of the mixed wall of the oven ±, -1, is fixed an angle iron 1 forming an edge or circular bracket around the internal periphery of said sheet metal wall. The refractory vault 8 is supported by the bracket constituted by the angle iron 1. A burner 9 is introduced into a central opening of said vault. The refractory vault 8 is covered with a layer of heat-insulating masonry 10 covered in turn with a sole 11 of a wear-resistant material. This wear-resistant sole, Il'0 is intended to form the bottom of an annular space or chamber to receive the materials to be dried or preheated.
At its outer periphery, this annular space is limited, on the one hand by an extension of the inner sheet wall 4, and on the other hand by a separate sheet wall or shield 12, the lower edge of which projects slightly beyond. beyond the edge / top of the wall a short distance inside it and the top edge of which is attached to an inner flange of an annular U-iron 13 whose outer flange is riveted to the top of the metal wall 6. Thus the iron U 13 forms a cap for the annular space between the inner metal wall 4 - 12 and the outer metal wall 6, at the same time reinforcing a support element for this outer metal wall 6 and its thermal insulation 5. .
The U-bar, in turn, is supported by a series of columns 15 comprising, for example, vertical (H) joists resting on a U-bar 14 riveted to the outer surface of the wall 4 at a slightly higher level. to that of angle iron 2 and completely surrounding wall 4.
Spacers 16 are introduced between the wall 12 and the columns 15 to ensure a determined space between the parts of the walls 1+ and 12 located opposite one another.
The columns 15 support not only the parais 12 and 6-5, but also the entire superstructure of the furnace.
<Desc / Clms Page number 5>
Said superstructure comprises as main elements a frame consisting of joists 32 fixed horizontally across the roof, and a separate wall 25 attached to said frame and concentrically surrounding the casing of the burner.
At its inner periphery the aforesaid space or annular drying chamber is limited on the one hand by a wall 17 movable concentrically around the casing of the burner and on the other hand by a gas-tight seal, 18, arranged between this movable wall 17 and the upper surface of the arch.
At its top, the drying space or chamber is limited by a sheet metal ceiling 19 provided with openings and shutters for various purposes. This ceiling 19 is supported on the one hand directly by the circular gutter 13 and on the other hand by the frame 32.
A gas-tight seal, 21, is disposed between the ceiling 19 and the movable wall 17 and near the inner periphery of the drying space or chamber is an air exhaust port 22 preferably located at a raised annular parity. from the ceiling.
The aforesaid movable wall 17, which is concentric with the central burner, rests by means of a ring 23 on a series of support rollers 24 whose axes are radial with respect to the casing of the burner and which are mounted in the wall 25 as well as a set of guide rollers 26 with vertical axes, adapted to center the wall 17. Said wall 17 carries at its top a ring 27 toothed internally meshing with a pinion 28 whose shaft 29 is set in motion via a set of reduction gears 30 by an electric motor 31. This motor 31 and the reduction gear 30 are mounted on the frame 32.
The mobile wall 17 mentioned above carries a set of radial arms 35 which overhang the arch as far as the wall 12. These arms 35 carry scrapers 36 extending to the periphery of the wear-resistant sole, 11, and arranged in such a way that, during the rotary movement of the arms, they move
<Desc / Clms Page number 6>
the material reduced in fragments or more or less finely divided which opens on the roof of the furnace, and propels it progressively in the direction of the movement of the arms. This material, which is generally that which has to be roasted in the oven, is introduced through a feed mouth 37, provided at the raised annular part 38 of the ceiling.
An annular plate 39 is provided under this raised part 38 and is attached to the arms 35 so as to take part in the rotation of the wall 17.
The material introduced through the opening 37 falls on said ring 39 provided with a vertical rim at its outer periphery and is moved with it. Pallets or similar conveyor elements 40 attached to the underside of part 38 of the ceiling, move the material gradually inward, towards the free inner edge of the tray 39 where the material falls onto the hearth 11 which is heated to high. temperature by the heat of where the oven ,, / the material / is dried or preheated and to improve the preheating and make it uniform, the material is agitated by the scrapers 36 of the rotating arms 35 which triturate the material simultaneously gradually moving it around. the arch to an exit 41.
The preheating or drying of the material can also be improved by admitting hot air from the preheating air chamber represented by the annular space between the walls and 6. This air enters the lower part of this annular space. and is, during its ascent, preheated in contact with the hot wall of the furnace while rising and enters in the preheated state, through the slot formed between the walls and 12, in the drying chamber, at the outer periphery thereof , from where it passes over the material lying on the sole 11.
As air can only escape from the drying chamber through mouth 22, it is forced to circulate inside over the material and also to move through the chamber in the peripheral direction thereby sweeping. carefully the entire mass of material contained in the drying chamber, providing it with heat and capturing its humidity.
<Desc / Clms Page number 7>
Since the arch and the scraper apparatus including its operating mechanism are supported by the wall 4, approximately at the same level, the lifting and sagging movements of the arch, caused by the temperature variations, will have no effect. influence on the mixing device. In addition, the arch will be completely free of any additional load, except the relatively small load represented by the material to be dried or preheated.
Thanks to the rational guiding of the drying air inside an air jacket of limited volume and also thanks to the fact that the preheated air is rationally guided during its passage through the drying chamber, an efficient preheating drying air, as well as efficient transmission of heat from this air to the material to be dried, will be provided.
CLAIMS.
1.- Roasting oven for sulphurous ores, such as iron pyrites, copper pyrites, and the like, in which the material to be roasted, lying on the roof of the oven, which is preferably vaulted, is dried or preheated and is crushed by a rotary scraper mechanism, characterized in that the roof of the oven and the scraper mechanism including its control mechanism are separately supported, substantially at the same level, by a metal wall or frame, thus freeing the roof of the furnace from any additional load, except that of the material to be dried which rests on it and avoiding any influence on the scraper mechanism, lifting and sagging movements to which the vault could be subjected due to temperature variations in the oven chamber .