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PROCEDE ET UN DISPOSITIF POUR LA PREPARATION DE CARBURES.
L'invention concerne un procédé pour la préparation de carbures à partir d'un mélange d'un combustible solide, se composant principalement de carbone tel que coke., charbon de bois et anthracite, et d'une addition se composant de l'oxyde du carbonate, de l'hydroxyde ou d'un autre composant de l'élément à partir duquel on prépare le carbure, lequel procédé s'effectue dans un four à cuve, dans lequel la chaleur et la température élevées nécessaires à la formation de carbure, sont produites par la com- bustion d'une partie du carbone présent à l'aide d'un vent de soufflage contenant de l'oxygèneo
L'invention concerne également un four à cuve convenant pour la réalisation de ce procédé.
L'invention concerne, en particulier, la préparation de carbure de calcium et sera expliquée à l'aide de cet exempleo Il est pourtant évident que l'invention n'est pas limitée à la préparation de carbure de calcium, dénommé ci-après carbure.
Pour la préparation du carbure, un mélange du combustible solide et de l'addition, qui peut se composer, par exemple, de chaux vive, de calcaire ou de dolomite, est introduit à la partie supérieure du four et le gaz produit est évacué également à la partie supérieure du four, tandis qu'à la base du four à cuve le carbure fluide est évacué par intermittence; pendant ce processus, des gaz contenant de l'oxygène sont soufflés dans le lit de combustible à un niveau intermédiaire.
L'invention concerne, en particulier, le laps de temps s'écoulant entre les opérations successives pour évacuer le carbure fondu, ainsi que les détails de construction du récipient collecteur, qui en résultento
Jusqu'à présent, la préparation technique de carbure ne s'effectuait que dans des fours électriqueso La masse fondue s'y formait entre les
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électrodes et restait à cet endroit jusqu'à ce qu'elle soit évacuée du four. Le laps de temps s'écoulant entre deux opérations successives d'évacuation était ordinairement de 1 - 2 heures ou davantage. Des intervalles plus courts étaient fâcheux non seulement du point de vue économique, mais encore parce que l'homogénéité de la masse fondue et la qualité du carbure n'étaient pas assurées.
Dans les générateurs dits à fusion de cendres, dans lesquels du coke est gazéifié au moyen d'un vent de soufflage contenant de l'oxygène et la scorie formée est évacuée à l'état fluide, il est d'usage d'évacuer ladite scorie toutes les heures ou à des intervalles de temps plus longs.
Dans les hauts-fourneaux, le fer formé et la scorie sont évacués à des intervalles plus longs.
Bien que la préparation de car'bure dans des fours à cuve soit connue depuis longtemps dans la littérature, la réalisation pratique de ce processus a échoué jusqu'à présent, malgré l'opinion générale selon laquelle cette manière de procéder, si elle est réalisable, doit être très attrayante du point de vue économique. Une des difficultés rencontrées dans cette manière de procéder consiste en ce que, après peu de temps, la charge se pend et obstrue même le four entier ou bien on obtient un carbure de qualité inférieure.
Or, on a trouvéqu'il faut chercher la cause de ce phénomène dans le fait que, par opposition au processus électrochimique selon lequel la chaleur est produite à l'endroit où se trouve la masse fondue, le carbure fondu se rassemble dans le récipient collecteur, c'est-à-dire dans un espace se trouvant en dessous de la région du four où règne la température la plus élevée. La température la plus élevée se rencontre dans la zone d'oxydation ou de combustion, qui se trouve au niveau du brûleur.
Comme la réaction endothermique entre le carbone solide et la masse fondue, se composant partiellement d'oxyde de calcium et/ou de magnésium, doit donc se réaliser principalement en dessous du niveau où a lieu la production de la chaleur, la chaleur nécessaire pour la réaction ainsi que pour maintenir la masse fondue fluide doit se transmettre des zones de combustion au récipient collecteur, par rayonnement, conduction ou par du coke et de la chaux surchauffés.
Si, par analogie avec les procédés connus, on essaye d'évacuer le carbure fondu, une fois toutes les 1 à 4 heures, on se heurte toujours à des difficultés. Comme la scorie de carbure est un mauvais conducteur, il faut appliquer un surchauffage assez fort, pour maintenir la scorie suffisamment fluide.
Cependant, un fort surchauffage implique une augmentation de la sublimation ou de la vaporisation de la chaux. Ceci se manifeste encore plus fortement, quand le niveau de la masse fondue monte jusque dans la zone d'oxydation, parce que le carbure peut se consumer en produisant une chaleur très importante.
Selon l'invention, ces difficultés ainsi que d'autres difficultés sont évitées, lorsque la période d'attente, c'est-à-dire le lamps de temps s'écoulant entre deux opérations d'évacuation, dure moins d'une heure. On a fait la constatation surprenante que, par opposition à l'expérien- ce acquise avec le procédé électrochimique, l'homogénéité de la masse fondue n'est pas défavorablement influencée par cette manière de procéder, tandis qu'on peut tout de même obtenir un carbure de bonne qualité. Une composition irrégulière et une teneur trop faible en carbure ne s'obtiennent que, si les périodes d'attente sont inférieures à 10 minutes.
Vu cette courte période d'attente, la profondeur du récipient collecteur peut être réduite. Ceci est nécessaire pour que la distance entre le niveau de la masse fondue et le niveau des brûleurs soit maintenue
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aussi réduite que possible tout en évitant une combustion du carbure,
Or,on a trouvé qu'on peut obtenir de bons résultats, quand la distance entre le niveau des brûleurs et l'orifice d'évacuation de la masse fondue est maintenue entre 40 et 100 cm.
Une plus grande distance aurait pour effet, notamment à cause de la mauvaise conductibilité thermique du carbure fondu, de rendre la fluidité de la masse fondue trop faibleo Quand la distance est plus petite, on ris-- que qu'une combustion du. carbure se réalise déjà rapidement ou que la pério- de d'attente devienne trop courte pour engendrer une masse fondue homogène.
En résumé, on peut dire que l'invention concerne un procédé pour la préparation de carbures à partir d'un mélange d'un combustible solide, se composant principalement de carbone et d'une addition dans un four à cu- ve, dans lequel procédé la chaleur et la température élevée n cessaires pour la formation de carbures à partir du carbone et de l'addition sont produi- tes par la combustion d'une partie du combustible présent, à l'aide d'un vent de soufflage contenant de l'oxygène, en produisant le carbure sous for- me d'une masse fondue, qui est évacuée par intermittence,
ce procédé se ca- ractérisant par le fait que la période d'attente entre deux opérations d'évacuation successives est-inférieure à 1 heure et supérieure à 10 minuteso
L'invention concerne encore un four à cuve convenant pour réali- ser ce procédéo
La figure du dessin ci-annexé représente un four à cuve de ce typeo
Le four à cuve représenté en coupe longitudinale sur cette figure comprend une partie médiane ou cuve 1, une partie inférieure 2 , comportant, dans sa paroi, sur une partie de sa hauteur un serpentin de refroidissement 11, et une partie supérieure 3, dans laquelle est prévu le trou d'alimentation 6 en forme de sas, qui peut se fermero Au-dessus de cette partie supérieure est disposée une trémie d'alimentation 4, dans laquelle on peut verser la charge.
En abaissant le clapet 5, la charge tombe dans le sas 6, d'où elle descend, lorsqu'on abaisse le clapet 7, dans le four proprement dit, en passant par l'entonnoir de chargement 80 Les gaz produits dans le four se rassemblent dans l'espace annulaire 10 et sont évacués par la conduite 9. Dans la partie supérieure de la partie inférieure 2 du four débouchent un certain nombre de brûleurs 12 placés en rond et à travers lesquels on souffle le vent de soufflage contenant de l'oxygène, qui est amené par la conduite 13. Cette conduite 13 est branchée sur une conduite annulaire 15, qui est alimentée par la conduite 14 amenant le vent de soufflage.
Les bruleurs sont refroidis avec de l'eau amenée par les conduites 16 et évacuée par les conduites 170
La masse fondue formée pendant la réaction se rassemble à la base de la partie inférieure 2 dans le récipient collecteur 20,d'où la masse fondue peut être évacuée par un trou d'évacuation 18.
Pour la préparation de carbure et de produits correspondants, il est nécessaire selon la présente invention que la distance 21 soit inférieure à 1 m et supérieure à 40 cm, indépendamment du diamètre du fouro
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