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Maçonnerie de garnissage, susceptible de favoriser la formation de dépôts dans les fours tournants cylindriques pour la calcination de matières basiques.
La garniture réfractaire des fours tournants, par exemple ceux destinés à la calcination des clinkers de ciment et autres matières équivalentes ne peut, comme on le sait, résister à la longue, spécialement dans la zone de calcination ou de frittage, aux influences thermiques que si elle est protégée par un dépôt suffisamment épais et fortement adhérent de la matière calcinée ou de sa masse de fusion. L'économie de fonctionnement et la sécurité de marche d'un four tournant de ce genre dépendent donc,dans une grande mesure, de l'existence de ce dépôt et de ses propriétés physiques.
Toutefois, la formation et en premier lieu la ferme adhé rence d'un pareil dépôt sur la maçonnerie réfractaire rencontrent généralement de grandes difficultés qui apparaissent spécialement, si les matières à calciner sont de nature basique, telles que le ciment Portland, la dolomie, la magnésie et autres produits analo-
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gués, lorsqu'on emploie pour la garniture réfractaire des briques basiques, par exemple des briques de magnésie ou des briques de do- lomie calcinée.
On sait qu'on peut provoquer la formation d'un pareil dé- pôt par l'addition de produits chimiques à la matière à calciner, mais ces procédés n'ont généralement pas donné de bon résultats et ont en outre une action défavorable sur la qualité du produit calciné. On connaît aussi des fours tournants dont la garniture est composée de pierres ou briques de revêtement juxtaposées à larges joints remplis de mortier et est exécutée partie en briques de garniture à teneur particulièrement élevée en argile et par- tie en briques de chamotte.
On a prétendu que si l'on munit le four tournant d'une pareille garniture, qui devrait supprimer prin= cipalement la friabilité du revêtement et augmenter la durabili- té de celui-ci, le matelas de béton de clinkers favorisait la formation du dépôt et que les larges joints remplis de mortier en béton de clinkers assuraient une meilleure adhérence du dépôt.
L'accélération de la formation du dépôt et la fermeté de son adhé- rence ne se produisent toutefois ici que dans une mesure tout à fait insuffisante sinon nulle.
En outre, on connaît des maçonneries de garnissage pour fours tournants, qui sont constituées de pierres ou briques de revêtement conchoïdales, percées d'une série d'ouvertures radia- les, en matière extrêmement réfractaire telle que le carbure de silicium, le corindon ou la bauxite fondue, et de petites pierres en matière réfractaire ordinaire, telle que la chamotte ou l'agal- malolite, introduite dans les ouvertures de ces briques de telle sorte que des couches de matière extrêmement réfractaire alter- nent avec des couches de matière réfractaire ordinaire sur la sur- face interne des revêtements exposée au feu.
Ce revêtement a pour but de combiner les avantages de la matière réfractaire ordinaire, spécialement sa grande résistance aux brusques fluctuations de la
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température et sa mauvaise conductibilité thermique, avec les avantages de la matière extrêmement réfractaire, spécialement sa grande résistance à l'usure ou à la corrosion. On a alors recommandé de fixer les petites pierres intercalaires en matière réfractaire ordinaire dans les ouvertures des pierres de revête- ment de telle manière qu'elles font saillie sur la surface de ces dernières. Ce mode d'exécution n'est toutefois basé que sur des considérations purement mécaniques, et vise spécialement à fixer par des moyens simples et faciles à l'aide de coins métalliques les pierres insérées.
On ne recherche pas plus qu'on n'obtient par ce mode d'exécution de la garniture une augmentation des dé- pôts formés, car les parties saillantes de cette garniture en raison de leur faible résistance mécanique ainsi que leur faible résistance à la chaleur disparaissent par rupture et fusion déjà peu de temps après la mise en service du four.
Enfin, il est aussi connu de munir la maçonnerie de gar- nissage interne des fours tournants de protubérances, uniformé- ment réparties sur la surface interne exposée au feu, et notam- ment de pierres ou briques en saillie, de la même matière que les autres briques du revêtement. De semblables protubérances n'ont été jusqu'ici aménagées principalement que dans les zones de cal- cination et de refroidissement, pour assurer une agitation per- manente de la matière et obtenir une meilleure élimination des acides ou un refroidissement plus énergique.
Pour effectuer une agitation convenable et efficace de la matière il faut, en premier lieu, que les protubérances dépassent dans une relativement forte mesure la surface interne du four tournant, de telle sorte qu' elles agissent comme des palettes ou des aubes, qui saisissent convenablement la matière et peuvent entraîner vers le haut pen- dant la rotation du cylindre une grande quantité de matière, et en second lieu que ces protubérances soient séparées l'une de 1' autre par une distance relativement grande, pour empêcher le coin- cement de la matière entre les protubérances et l'obtenir à l'état pulvérulent.
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La présente invention a pour but de créer une maçon- nerie de garnissage interne des fours tournants pour la calci- nation de matières basiques, qui favorise particulièrement la formation d'un dépôt. Suivant l'invention, on atteint ce but en constituant 40 à 70 % de la surface interne totale de la zone de calcination ou de frittage du four tournant au moyen de pierres ou briques basiques posées suivant un ordre de répartition uni- forme, de même hauteur les unes que les autres, et le restant soit 60 à 30 %, au moyen de pierres ou briques de la même matiè- re basique que les premières et posées de manière à leur être contiguës, mais d'une hauteur qui s'écarte de celle de ces der- nièresd'une faible quantité, de l'ordre de quelques centimètres, par exemple 2cm.
Par suite de cette répartition relativement com- pacte sur la surface interne du cylindre tournant d'inégalités de hauteur relativement faible de même que par suite de l'exécu- tion de la totalité de la maçonnerie à l'aide de matière basique absolument de même nature on obtient en comparaison des moyens employés jusqu'ici pour activer la formation des dépôts un degré de stimulation de la formation des dépôts qui n'avait jamais été atteint auparavant pour les matières à calciner basiques et un pouvoir adhérent beaucoup plus élevé du dépôt.
En exécutant, disposant et groupant d'une manière appro- priée au but visé des pierres ou briques de hauteurs plus ou moins grandes, on peut activer encore notablement la formation du dépôt et augmenter sensiblement l'adhérence de ce dernier. Un tel mode d'exécution consiste par exemple à disposer les briques de hauteurs différentes, suivant la place qu'elles occupent géométri- quement dans le corps cylindrique tournant, par exemple la ligne périphérique de ce dernier, en les groupant dans un ordre répété périodiquement, par exemple de manière qu'elles forment des gra- dins.
Un autre mode d'exécution de la maçonnerie de garnissage fa- vorisant considérablement la formation du dépôt consiste à profi-
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1er d'une manière appropriée, à leur sommet exposé au feu, au moins les briques d'une même hauteur, de préférence celles qui présentent la plus grande hauteur. Cette disposition nouvelle de profilés, suivant la présente invention, permet non seulement d'augmenter l'adhérence du dépôt mais encore de favoriser la for- mation du dépôt lui-même, en produisant en outre des protubérances et renfoncements de grande profondeur des renfoncements et des protubérances plus petits, dans lesquels la matière très fine peut aussi se fixer facilement pour la formation du dépôt.
En employant des briques réfractaires qui présentent à leur sommet exposé au feu un profil spécial, on peut obtenir des inégalités de surface dont la forme et l'efficacité peuvent va- rier considérablement. Si l'on donne à ces briques une plus gran- de longueur qu'aux autres briques de la maçonnerie de garnissage, elles forment des saillies dont la face supérieure est profilée.
Les creux qui se trouvent entre les briques en saillie ainsi que les briques saillantes mêmeset finalement aussi leurs sommets profilés ont alors pour effet d'activer la formation du dépôt et d'augmenter son adhérence. On peut obtenir un effet double sem- blable au moyen de briques de calage plus courtes que les autres briques du revêtement, car ces briques donnent lieu après leur pose à des creux ou renfoncements dont le fond présente le profil considéré. Enfin, les briques à sommet profilé peuvent aussi pré- senter la même hauteur que les autres briques. Dans ce cas, ce ne sont que les parties profilées qui ont pour effet d'activer la formation du dépôt, cette action pouvant toutefois être réglée à volonté en établissant le profil sous une forme différente.
Dans le dessin annexé, les Figs. 1 à 4 représentent en perspective quelques exemples d'exécution de garnitures internes pour fours cylindriques tournants, suivant l'invention, tandis que les Figs. 5 à 7 montrent à titre d'exemples quelques type de briques en forme de coins propres à l'exécution de pareilles gar- nitures internes.
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Sur la Fig. 1 la garniture interne de l'enveloppe 1 du four est formée de deux sortes de briques en matière basique ré- fractaire 2, 3, dont les dernières présentent une hauteur plus grande que les briques 2 et dépassent la surface interne 4 formée par les briques 2. Les briques 3 ne sont disposées que dans une rangée longitudinale sur deux et elles sont décalées entre elles, de la largeur d'une brique de l'une à l'autre de ces rangées de rang pair. De cette manière on obtient sur la face exposée au feu un système de saillies ou protubérances 3 réparties suivant un dispositif déterminé.
Dans l'exemple d'exécution suivant la Fig. 2, la garni- ture interne de l'enveloppe 1 du four est formée de briques 2 et de briques 6, ces dernières ayant une hauteur plus faible que les briques 2 de telle sorte que lorsqu'elles sont posées entre celles-ci elles forment des creux ou renfoncements 7 dans la sur- face interne 4. exposée au feu. La disposition des briques 6 de la Fig. 2 est la même que celle des briques 3 de la Fig. 1.
La disposition des briques plus élevées 3 ou des briques plus basses 6 n'est naturellement pas limitée à celle représen- tée sur les Figs. 1 et 2. Ainsi, on peut, par exemple, poser les briques présentant une hauteur différente de celle des briques 2 par paires entre celles-ci, comme le montre la Fig. 3 du dessin.
De cette manière on forme des surélévations ou protubérances lon- gitudinales 5 qui sont décalées les unes par rapport aux autres.
Les briques plus longues ou plus courtes peuvent aussi être pla- cées bout à bout sur toute la longueur de l'enveloppe 1 du four cylindrique entre les briques 2, de manière à former des nervures ou des rainures longitudinales.
La disposition des inégalités de surface, par exemple les protubérances ou les renfoncements peut aussi s'établir par grou- pes. Fig. 4 est un exemple d'exécution, où la garniture interne est composée de briques de trois hauteurs différentes 7, 8 et 9,
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de manière à former.dans le sens de rotation du four tournant (sens de la flèche p) des protubérances de hauteurs croissant par gradins.
Dans les exemples d'exécution suivant les Figs. 1 à 4, la garniture interne est formée de briques cunéiformes, dont le sommet tourné vers l'intérieur est de forme plane. Pour favoriser davantage la formation des dépôts et leur adhérence le sommet des briques cunéiformes tourné vers l'intérieur peut être établi sui- vant un profil déterminé. Sur la Fig. 5 la petite base de la bri- que cunéiforme 10 est profilée de manière à présenter des nervures continues 12. Sur la Fig. 6 ce profil est constitué par des nervu- res en facettes 13. Sur la Fig. 7 la brique cunéiforme 10 présen- te un sommet en queue d'aronde 14 qui, lorsqu'elle est posée en- tre les briques plus basses de la garniture, forme des espaces in- tercalaires en queue d'aronde.
Les briques à profils peuvent être posées en relief ou en creux, de telle sorte que les inégalités de la surface sont for- mées par ces briques et en outre par leurs parties profilées.
Les inégalités de la surface interne exposée au feu de la garniture ne doivent pas nécessairement être particulièrement saillantes ni profondes, vu qu'elles tranchent nettement en relief ou en creux sur cette surface. En général une dénivellation en hauteur ou en profondeur d'environ 2cm est suffisante pour assu- rer une formation et une adhérence irréprochables du dépôt. En tout cas la différence de hauteur des briques ne varie que de quelques centimètres. Par contre la répartition des inégalités en relief ou en creux sur la surface interne du four cylindrique est rela- tivement dense.
Les briques qui constituent la surface de base proprement dite de la maçonnerie interne couvrent 40 à 70 % de la surface totale de la zone de calcination ou d'agglutination du four rotatif; en conséquence la partie de cette surface totale cou- ;verte par les briques en saillie est de 60 à 30 %. La maçonnerie de
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garnissage suivant l'invention est particulièrement applicable aux fours rotatifs pour la fabrication du ciment à zone de frit- tage très étendue.
REVENDICATIONS
1.- Maçonnerie de garnissage pour fours tubulaires rota- tifs destinés à la calcination de matières basiques, en vue d'y favoriser la formation des dépôts, caractérisée en ce qu'une pro- portion de 40 à 70 % de la surface interne totale de la zone de calcination ou de frittage du four rotatif est constituée par des pierres ou briques basiques de hauteur uniforme, posées suivant un dispositif déterminé, tandis que les 60 à 30 % restants sont constitués par des briques juxtaposées aux premières et formées de la même matière basique, mais différant en hauteur d'une faible quantité, de l'ordre de grandeur de quelques centimètres, par exem- ple 2cm.