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PROCEDE DE REVETEMENTDES FOURS, '.EN- PARTICULIER-DES FOURS ROTATIFS
A CIMENT bANSLEURS 'ZONESDE FRIGTTAGE.
Les garnissages réfractaires des fours à ciment sont soumis à des conditions extrêmement dures dans la zone de elinkérisation, de sorte que l' on doit procéder assez souvent à des remplacements de revêtements. Les tempé- ratures sont très élevées dans cette zone et vont jusqu'à 1600 et même au- delà.
La résistance aux chocs thermiques constitue également une con- sidération importante dans cette zone, car les revêtements doivent faire fa- ce à des variations de températures rapides et considérables lors de la mise à feu et de l'arrêt du four. Il faut aussi une certaine résistance mécanique à l'abrasion par le clinker.
En fait, ces considérations sont secondaires par rapport à l'ap- titude que doit présenter un produit réfractaire à amasser et conserver un dépôt protecteur de clinket dit "croûtage". Sans une telle couche protectri- ce,aucune matière réfractaire connue à l'heure actuelle ne peut résister longtemps aux conditions de service dans la zone de frittage telles qu'elles se présentent dans la pratique moderne de la fabrication du ciment.
On peut dire que le revêtement idéal pour la zone de cuisson est le réfractaire qui, dans les conditions auxquelles il est soumis, peut se constituer un "croûtage" protecteur le plus rapidement possible, le con- server avec ténacité et subir le moins de dégâts lorsque cette couche diminue d'épaisseur ou vient à se séparer du revêtement.
La formation d'un croûtage est conditionnée par une série de facteurs, comprenant la température du four;, la composition des matières à clinkériser, la composition du réfractaireutilisé et aussi la réaction (fu- sion ou scarification) des matières en cours de clinkérisation avec les ma- tières réfractaires du revêtement à la'température d'utilisation du four.
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L'aptitude d'un revêtement en service à donner satisfaction dé- pend presque entièrement de la capacité qu'il possède de se constituer et de conserver une couche protectrice de clinker.
Cette 'couche''protectrice de clinker peut 'se former et se forme effectivement sur les matériaux du revêtement avec une épaisseur suffisan- te. Si cette couche garde son épaisseur et que la baisse de température, à travers elle, jusqu'à la surface où elle adhère au revêtement, est suffisan- te pour que, dans la région ou zonede contact avec ce revêtement,la tempé- rature soit inférieure à la température de.fusion de l'ensemble olinker-re- vêtement, le croûtage tient, Si, par contre, il se crée dans ces installa- tions, des conditions qui dérangent cet équilibre,de température ou encore si,pour une raison quelconque, la température qui règne dans la zone de frittage dépasse la valeur habituelle, le croûtage diminue d'épaisseur ou disparaît,
mettant le -revêtement à nu.
Si l'on veut quelle revêtement continue à servir,'il faut alors qu'une nouvelle couche protectrice puisse se reconstituer et cela assez ra- pidement en épaisseur pour que la baisse de température au point de contact avec le revêtement soit à nouveau inférieure au point' de ¯fusion =du croûtage.
Si cela ne s'effectue pas, l'épaisseur de la brique diminue rapidement jus- qu'au moment où l'action refroidissante de l'enveloppe extérieure fait que la température de la face interne du revêtement tombera en dessous de la température de fusion du croûtage.
Ce qui précède explique'pourquoi il n'y a aucun intérêt à adop- ter pour les revêtements silico-alumineux ou en bauxite une épaisseur supé- rieure a 20cm, même 15cm, dans de nombreux fours.
Malheureusement, avec cette exigence, il n'y a pas place dans l'épaisseur du revêtement pour l'isolement calorifique de la zone où les calories sont les plus précieuses.
Le problème de la recherche d'un revêtement de zone de frittage revient donc à trouver les matériaux de revêtement réfractaires qui, dans des conditions de travail connues, se.constitueront et maintiendront d'une façon.satisfaisante ce croûtage sans avoir à être refroidis par la paroi extérieure du four,
L'expérience montre que les qualités de briques réfractaires utilisées pour le revêtement de la zone de frittage sont, par ordre de capacité à se constituer ce manteau protecteur, 1 ) les briques de magnésie, 2 ) les briques à 70% d'A12O3, le reste étant constitué essentiellement par de la silice, 3 ) les briques ) 60% d'Al2O3 sous forme de bauxite, le reste étant également constitué surtout par de la silice.
'Lorsqu'on utilise un revêtement en briqués basiques le problème de l'épaisseur maximum du revêtement que l'on peut utiliser en'toute sécuri- té est différent,' 'du fait' qu'une brique bàsique ne forme avec le clinker au- cun croûtage fusible aux températures d'utilisation d'un' four à ciment. Ain- si de tels revêtements basiques peuvent se constituer 'une couche protectrice malgré l'isolemantt d'un revêtement épais, même d'une couche de calorifuge.
Les briques de magnésie donnent d'excellents résultats quant à la tenue du croûtage, mais leur isolement est délicat a assurer,¯De plus, . leur prix extrêmement élevé ne permet pas d'augmenter l'épaisseur pour assu- rer un isolement suffisant.
La présente'invention a pour but principal d'apporter une solu- tion à ce problème difficile du garnissage de la zone de frittage des fours a ciment rotatifs et des fours analogues qui occupent, 'en service, une posi- tion horizontale -ou voisine de ¯l'horizontale.
Elle permet notamment l'édification d'un revêtement satisfaisant sans grande perte de temps et sans la nécessité d'amener le four dans une position verticale, ce qui est particulièrement avantageux lorsqu'il s'agit
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des fours de très grande longueur.employés-dans la fabrication ou de fours qui exigeraient des démontages d'organes,accessoires avant leur redresse- ment en position verticale.
L'invention comprend, en premier lieu, 'un procédé suivant lequel, on forme, dans la zone désirée du four horizontal ou incliné, un revêtement d'agglomérés de matière propre à la constitution de revêtements basiques, plus spécialement de dolomie non stabilisée, et d'un liant à basé d'hydro- carbures et l'on double intérieurement ce revêtement par un corset de sou- tien poreux en matières susceptibles de perdre leur cohésion ou d'être dé- truites à une température modérément élevée, puis on porte l'intérieur de la dite zone du four à une température inférieure à cette température modéré- ment élevée, on l'y maintient jusqu'à ce que le dégagement d'hydrocarbures se soit-notablement réduit et l'on élevé ensuite la température.
On entend ici par dolomie non stabilisée de la dolomie qui a été décarbonatée, par exemple à une température de l'ordre de 1200 à 1400 , sans que la cuisson ait été poussée jusqu'au frittage nécessaire pour la stabilisation de la dolomie. Pour la confection d'agglomérés, on peut en- suite granuler cette dolomie décarbonatée et en faire des briques après l' avoir mélangée avec un liant à base d'hydrocarbures, par exemple du goudron, et, le cas échéant, avec les adjuvants usuels.
Le prix relativement bas de la dolomie non stabilisée permet de réaliser un revêtement de 20 à 30 et même 40 cm d'épaisseur appliqué soit directement sur l'enveloppe métallique du four, soit sur une chemise isolante de grande résistance mécanique.
Dans ces conditions, on obtient tous les avantages inhérents à un croûtage stable et cela avec des pertes à la paroi notablement inférieu- res.
Avec 30 cm d'épaisseur de dolomie appliquée sur une chemise 'de 11 cm d'épaisseur de briques silico-alumineuses, la température extérieure de l'enveloppe du four dans la zone de frittage est de 1000 contre 260 pour un revêtement de bauxite ayant 20 cm d'épaisseur. Le coût du revête- ment en dolomie non stabilisée sur 30 cm d'épaisseur ne dépasse pas celui d'un revêtement en bauxite sur 20 cm.
Une difficulté était à surmonter pour la constitution d'un re- vêtement à partir d'agglomérés du type considéré ici.
De nombreuses tentatives ont eu lieu, en effet, pour constituer un revêtement à base de dolomie, mais leur échec est dû au fait que dès le début du chauffage de la dolomie il y a ramollissement de la brique à cause du liant. A 1000 la brique est déformable et, comme chaque brique est une clé de voûte, il y a déformation et chute du revêtement avant que la cuis son lui ait donné une dureté suffisante.
Ainsi qu'il ressort de l'exposé de l'invention donné ci-dessus, la demanderesse a écarté la difficulté¯en constituant un dispositif de sou- tien temporaire qui permet au revêtement basique de traverser sans dommage la phase du ramollissement et d'acquérir progressivement de la dureté.
Le corset doit être poreux, par exemple à claire-voie, pour que les hydrocarbures puissent suinter ou distiller et brûler. Il est particu- lièrement économique-et commode de le constituer par un "nid d'abeilles" de briques dures, susceptibles de fondre à une température n'excédant pas sen- siblement 1200 ; des briques ordinaires de construction conviennent très bien à cet effet, ces briques étant fusibles à des températures de l'ordre de 1200 à 1300 .
Bien entendu, on peut 'constituer le corset de soutien en tou- tes autres matières répondant aux conditions indiquées, y compris par exemple du bois ignifugé.. -
La durée de cuisson à une température inférieure à celle à laquelle le corset n'est plus apte à assurer le soutien du revêtement ba- sique dépend de cette température; plus celle-ci est'élevée, plus il sera
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possible d'abréver ce ' temps de cuisson. Il y a donc avantage à utiliser, pour la constitution du corset, des matières- qui, comme les briques ordi- naires, fondent à une température relativement haute. C'est ainsi qu'il suffit de cuire pendant environ.3à 4 heures autour de 10000, alors qu'une dizaine d'heures se-raient nécessaires aux environs de 8000.
Le temps au bout,duquel le revêtement basique a acquis suffisam- ment de cohésion pour ne plus nécessiter d'être soutenu par le.. corset peut être apprécié très- simplement par la vue. Les hydrocarbures qui brûlent don- nent des flammes analogues à celles de becs de gaz jaillissant des parties ajourées du nid d'aheilles et, lorsqu'elles ne sont plus perceptibles ou sont peu accusées, on peut considérer que la présence, du corset est super- . flue.
On monte le révêtement et le corset suivant les techniques cou- rantes, les briques du nid d'abeilles étant, par exemple, liées entre elles avec du mortier réfractaire,;
Des le début du chauffage, lorsqu'il s'agit du four tournant,- on.met celui-ci en mouvement, on en effectue le chauffage par les moyens habituels,par exemple par des brûleurs à charbon pulvérisé ouà hydrocar- bures et, lorsque' 3. on a chauffé'pendant lé temps requis pour.la dureté'du revêtement basique, on élève la température pour détruire le corset,' après quoi .le four peut être utilisé .immédiatement, par exemple pour la produc- tion de ciment.
On constate alors que, dans un tel revêtement, la scorification de la dolomie ne s'étend pas sur une'profondeur excédant'10 à 12 cm quel - que soit le temps de service. Or, la conductibilité calorifique de la dolomie non scorifiée est nettement inférieure à celle de la dolomie .scarifiée... Par conséquent, il y a avantage à appliquer un revêtement dont l'épaisseur excède notablement 10 à 12cm, par exemple un revêtement d'environ 30 cm, la couche extérieure non scorifiée jouant alors le rôle d'isolant thermique à l'égard de la couche exposée au feu.
Comme la zone de soudure clinker-revêtement basique n'a pas be- soin d'être refroidie, l'isolement de l'extrados, partie non scorifiée de- la dolomie, peut être augmentée par une chemise isolante entre l'enveloppe du four et le revêtement de dolomie. Toutefois, la matière constitutive de cette chemise calorifuge devra être choisie dans des matériaux dont la ré- sistance à la compression est suffisante pour qu'ils ne s'écrasent pas sous les efforts dûs au gonflement du revêtement soumis à l'action du feu, - On peut, en principe, utiliser des agglomérés 'de terre de dia-' tomées ou mieux des feuilles d'amiante comprimée ou des matières silice- alumineuses.
Le procédé qui a été exposé ci-dessus peut s'appliquer au gar- , nissage des ciels de fours ou, d'une façon générale, à la formation de revê- tements qui, jusqu'à l'élimination au moins superficielle du liant, ne pour- raient se sou-tenir par eux-mêmes. En outre -on peut utiliser des briques.de dolomie ou autre matière basique qui ont été, de' la manière comme, embal-" lées dans une enveloppe telle qu'une enveloppe de tôle.
REVENDICATIONS.
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