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On connaît les types de construction les plus divers de fours à cuve pour la calcination de chaux, de dolomie, de magnésite, de ciment ou de matières similaires.
Depuis de longues années déjà on a proposé de munir le four à cuve d'un tube de tirage muni de nombreuses lumières et suspendu au centre et de- puis l'extrémité inférieure de la cheminée. Ce tube forme un cône renversé' qui doit servir à conduire la chaleur, les gaz et les flammes à travers la matière à calciner vers le centre du four et, de cet endroit, directement vers la cheminée. Dans cette installation, la zone de calcination peut s'éle- ver sans obstacle de manière qu'il soit impossible de garantir un fonctionne- ment uniforme du four, tout en ne tenant pas compte du fait que les gaz de com bustion quittent le four pratiquement non-exploités.
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Il est également connu d'appliquer un chapeau de four sur le four à cuve, lé dit chapeau comprenant une insertion centrale sous la forme d'un manteau tronconque dont la paroi est exécutée sous là forme d'une grille. Le chapeau de four exécuté de cette manière doit servir à aspirer les gaz de com- bustion depuis le four et à aspirer simultanément depuis la chambre de four l'air chaud qui doit ainsi traverser la charge se trouvant sur le cône de charge; de ce fait et par l'action de la grille conique, la matière fine doit se déposer au centre du four.
Tout en ne tenant pas compte du fait que cette installation ne peut agir dans le sens escompté que lorsque les résistances de passage pour les gaz brûlés et pour l'air aspiré sont absolument identiques, cette installation présente en outre le désavantage important que l'accumula- tion de la matière fine au centre du four entraîne une action périphérique de de dernier, de manière que la matière n'est pas calcinée uniformément.
Un autre chapeau de four connu et mobile est constitué par un. an- neau à grille intérieur et par un anneau à grille extérieur. Ici, les gaz brû lés du four pénètrent partiellement dans l'anneau à grille intérieur, ils sont ensuite conduits tout le long de ce dernier jusque dans la matière de charge située entre les deux anneaux à grille et ils quittent le chapeau par l'anneau à grille extérieur; une autre partie des gaz du four pénètre directement depuis le bas dans la matière de charge située entre les deux anneaux et quitte le chapeau également par l'anneau à grille extérieur.
Etant donné que l'anneau à grille extérieur, muni de lumières, s'étend plus profondément vers le bas que l'anneau à grille intérieur, également muni de lumières, les gaz de combustion, s'élevant tout particulièrement à la périphérie du four à cuve, quittent la matière de charge directement à l'extrémité inférieure de l'anneau à grille extérieur, de manière que le four agit périphériquement ce qui entraîne, de plus, le désavantage que la zone de calcination peut s'élever jusque dans l'espace situé entre les anneaux à grille.
Enfin, on connaît un four à cuve dans lequel la cuve de préchauffage et la cuve de calcination sont séparées l'une de l'autre et sont reliées l'une à l'autre par un canal de transmission de gaz et un dispositif transporteur.
Ici, le canal de transmission de gaz est constitué par un corps collecteur den- tral creux, dont l'extrémité inférieure, située dans la cuve de calcination, est ouverte, tandis que l'extrémité supérieure, située dans la cuve de préchauf-
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fage, est munie d'ouvertures d'évacuation de gaz. Ce corps collecteur enjambe l'espace situé entre l'extrémité supérieure de la cuve de calcination et l'ex- trémité inférieure de la cuve de préchauffage, espace dans lequel est prévu un dispositif de charge constitué par un disque rotatif et un chariot de char- ge la cuve de préchauffage et les chariots de charge étant munis de clapets de fond, tandis que le manteau extérieur de cette chambre de charge est muni de portes.
Cette installation présente les désavantages suivants: @
Il est connu que les clapets et les portes ne peuvent jamais être fermés hermétiquement, de manière qu'il en découle une non-étanchéité considé- rable, tout particulièrement lorsque le four est chargé. En raison de cette fuite accidentelle des gaz brûlés, la zone de calcination peut s'élever sans obstacle jusqu'à l'extrémité supérieure de la cuve de calcination; ce qui peut provoquer la combustion des installations de charge et du corps collec- teur. Un autre désavantage réside dans le fait que les deux fours doivent être chargés à la main, indépendamment l'un de l'autre.
Lorsqu'il s'agit d'un four à cuve, rempli en permanence.et en con- tinu de matières de charge depuis le fond durfour jusqu'au gueulard, la pré- sente invention vise, en éliminant toute action périphérique du four à cal- ciner la matière de charge uniformément dans toutes les zones de la section transversale du four, tout en maintenant la même position en hauteur de la zone de calcination, elle vise en outre à préchauffer uniformément la matière de charge disposée au essus de la zone de calcination et d'exploiter au ma- ximum la chaleur des gaz de combustion du four.
Suivant l'invention, ces buts sont atteints du fait qu'à proximité immédiate au-dessus de la zone de calcination, la totalité des gaz brûlés de cette zone est aspirée au cmmprimée dans l'extrémité inférieure ouverte d'un corps collecteur de gaz brûlés creux, connu en soi, muni, d'une paroi ne pré- sentant aucune lumière et disposé au centre de la cuve;.le:dit corps collec- teur est entouré sur toute la longueur de matière à calciner et les gaz brûlés sont amenés dans une répartition aussi régulière que possible depuis l'extré mité supérieure, munie d'ouvertures d'évacuation de gaz brûlés du corps col- lecteur jusque dans la partie de matière à calciner placée au-dessus du dit corps afin do préchauffer cette partie.
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A cette fin, ce nouveau procédé est mis en oeuvre dans un four à cuve dont la cuve porte un corps collecteur creux de gaz 'brûlés, connu,en soi, et qui est entouré sur toute sa hauteur par la matière à calciner; l'extrémité inférieure du dit corps creux étant ouverte, tandis que sa partie supérieure fermée est équipée d'ouvertures d'évacuation de gaz 'brûlés, de préférence orien- tées vers le bas.
Le diamètre du corps collecteur de gaz brûlés est choisi d'une dimension qui tient compte de la granulation, respectivement de la grosseur des morceaux de la matière à calciner et qui permet d'obtenir un grand espace libre en-dessous du corps collecteur de gaz brûlés, espace libre qui se forme suivant l'angle de talus naturel de la matière à calciner ; de préférence, le diamètre du corps collecteur de gaz brûlés comprend environ les deux tiers du diamètre que le four à cuve présente à cet endroit.
En outre, suivant 1' invention, le bord inférieur du corps collec- teur de gaz brûlés se rétrécit vers l'intérieur suivant l'angle de talus-na- turel de la matière à calciner et, de ce fait, on obtient que le courant des gaz de combustion se concentre au maximum vers le centre du four, ce qui per- met de garantir une calcination impeccable au centre du four également.
Tout particulièrement lorsqu'il s'agit de fours à cuve de diamètre plus élevé, la partie supérieure de la zone de calcination de la cuve est de préférence amenuisée jusqu'à proximité immédiate des ouvertures d'évacuation de gaz brûlés, prévues, de manière connue en soi, dans le corps collecteur afin d'obtenir une bonne répartition des gaz de combustion.
Le chauffage de la z8ne de calcination peut être effectué au moyen d'un combustible gazeux, pulvérulent ou liquide, le dit combustible étant brû lé dans les chambres de combustion qui sont réparties uniformément autour de la cuve, de préférence parallèlement par rapport à cette dernière.
Enfin l'invention vise également à appliquer le nouveau procédé et le four à cuve du type nouveau à la combinaison, connue en soi, d'un four à tube rotatif relié devant le four à cuve et chauffé par les gaz brûlés de ce dernier afin de préchauffer la matière de charge du four à tube rotatif.
L'objet de l'invention est approprié tant à la calcination de ma- tières en morceaux grossiers que, tout particulièrement, à la calcination de matières fines. Il est particulièrement important que la position en hauteur de la zone de calcination reste constante, de manière à réduire au minimum les besoins de revêtement du four...
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La capacité de l'espace et le degré de l'action thermique du nouveau four à cuve sont très élevés. En raison de la zone de calcination relativement basse, restant en permanence à la même position en hauteur et lorsqu'il s'agit, par exemple, de la calcination de pierre de chaux, cette derrière, après un bon préchauffage uniforme, absorbe uniformément et d'une manière intense la température de désaoidification, de manière que la calcination s'accomplisse d'une façon uniforme.
La température des gaz brûlés quittant le four peut être aisément réglée par la hauteur à laquelle la matière de charge est entassée sur le corps collecteur de gaz brûlés, ainsi que par la grosseur de grains de la dite matière.
Une importance particulière doit être attachée à la combinaison du four suivant l'invention avec un four à tube rotatif, par exemple pour la cal- cination de ciment, étant donné que de ce fait les gaz brûlés chauds du four à tube rotatif garantissent un préchauffage d'un maximum d'uniformité de la matière de charge se trouvant dans le fuir suivant l'invention, relié au dit four à tube rotatif, en exploitant la température des gaz brûlés jusqu'au point de rosée de ces derniers; dans ce cas le four à tube rotatif peut être beaucoup plus court qu'il ne l'est normalement lorsqu'il s'agit de fours à tube rotatif classiques/
Une forme d'exécution, donnée à titre d'exemple non limitatif, est représentée schématiquement au dessin annexé.
Sur la périphérie du four à cuve 1 sont régulièrement réparties plusieurs chambres de combustion 2 qui sont chauffées à l'huile, au gaz ou par un combustible pulvérulent. Les chambres de combustion 2 sont disposées paral- lèlement par rapport au four à cuve 1, et ce, avec une conduite verticale de- puis,le haut vers le bas.
Les gaz de combustion chauds de ces chambres de pré-combustion pénètrent par les ouvertures dans la cuve 1. La cuve est munie, à proximité immédiate au-dessus de la z8ne de calcination, d'une partie aménuisée 4. Cette partie aménuisée 4 de la cuve porte un corps collecteur de gaz brûlés 5 dont l'extrémité inférieure ouverte est rétrécie suivant l'angle de talus naturel de la matière à calciner, ainsi que représenté en 6. L'extrémité supérieure fermée du corps collecteur 5 est équipée d'ouvertures d'évacuation 7 pour les
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gaz brûlés et qui sont, de préférence, orientées obliquement vers le bas afin que les gaz soient répartis avec un maximum d'uniformité de manière qu!ils puissent aversre une colonne creuse formée par la matière à préchauffer.
Le corps collecteur de gaz brûlé 5, constitué par une matière mé- tallique hautement réfractaire, est fixé par des supports 8 qui sont, de pré- férence, également exécutés en une matière métallique hautement réfractaire.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé pour la calcination de chaux, de dolomie, de magnésite, de ciment ou similaire dans des fours à cuve dans lesquels la matière de charge est entassée d'une manière ininterrompue depuis le fond du four jusqu'au gueu- lard, caractérisé en ce qu'à proximité immédiate au-dessus de la zone de cal- cination, tous les gaz brûlés de cette.zone sont aspirés ou comprimés dans l'extrémité inférieure ouverte d'un corps collecteur de gaz brûlés connu en soi et qui est entouré sur toute sa hauteur par la matière à calciner;
les gaz brûlés étant amenés dans une répartition d'un maximum d'uniformité depuis les ouvertures d'évacuation de gaz brûlés prévues dans l'extrémité supérieure du dit corps collecteur et de manière également connue en soi, dans la partie de la matière à calciner entassée sur le dit corps collecteur afin de préchauf- \ fer cette partie.
2. - Four à cuve pour la mise en oeuvre du procédé suivant la reven- dication 1, caractérisé en ce qu'un corps collecteur de gaz brûlés creux est disposé au centre de la cuve, à proximité immédaite au-dessus de la zone de calcination, le dit corps étant entouré sur toute sa hauteur par la matière à calciner; l'extrémité inférieure du dit corps étant ouverte, tandis que son extrémité supérieure fermée est équipée d'ouvertures d'évacuation de gaz brû lés, de préférence orientées vers le bas.
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The most diverse types of construction are known of shaft furnaces for calcining lime, dolomite, magnesite, cement or the like.
For many years it has been proposed to provide the shaft furnace with a draft tube provided with numerous lights and suspended in the center and from the lower end of the chimney. This tube forms an inverted cone which is to serve to conduct the heat, gases and flames through the material to be calcined towards the center of the furnace and, from there, directly towards the chimney. In this installation, the calcination zone can rise without hindrance so that it is impossible to guarantee uniform operation of the furnace, while disregarding the fact that the combustion gases leave the furnace. practically non-exploited.
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It is also known practice to apply a furnace cap to the shaft furnace, the said cap comprising a central insertion in the form of a truncated mantle, the wall of which is made in the form of a grid. The furnace cap executed in this way must serve to suck the combustion gases from the furnace and simultaneously to suck hot air from the furnace chamber which must thus pass through the charge on the charge cone; therefore and by the action of the conical grid, the fine material must be deposited in the center of the oven.
While not taking into account the fact that this installation can only act in the expected direction when the passage resistances for the burnt gases and for the sucked air are absolutely identical, this installation also has the significant disadvantage that accumulates. - tion of the fine material in the center of the furnace causes a peripheral action of the latter, so that the material is not calcined uniformly.
Another known and movable furnace cap consists of a. inner grid ring and an outer grid ring. Here, the burnt gases from the furnace partially penetrate the inner grate ring, they are then conducted all along the latter into the filler material between the two grate rings and leave the cap through the ring. with external grid; another portion of the furnace gases enters directly from below into the filler material between the two rings and leaves the cap also through the outer grate ring.
Since the outer grate ring, fitted with lumens, extends deeper downwards than the inner grate ring, also fitted with lumens, the combustion gases, particularly rising at the periphery of the furnace tank, leave the filler material directly at the lower end of the outer grate ring, so that the furnace acts peripherally which further results in the disadvantage that the calcination zone can rise into the 'space between the grid rings.
Finally, a shaft furnace is known in which the preheating vessel and the calcination vessel are separated from each other and are connected to each other by a gas transmission channel and a conveyor device.
Here, the gas transmission channel is formed by a hollow dental collector body, the lower end of which, located in the calcination tank, is open, while the upper end, located in the preheating tank.
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fage, is provided with gas evacuation openings. This collector body spans the space located between the upper end of the calcination tank and the lower end of the preheating tank, space in which is provided a charging device consisting of a rotating disc and a chariot carriage. - ge the preheating tank and the charging trolleys being fitted with bottom valves, while the outer jacket of this charging chamber is fitted with doors.
This installation has the following disadvantages: @
It is known that flaps and doors can never be hermetically closed, so that considerable leakage results, especially when the oven is loaded. Due to this accidental escape of the burnt gases, the calcination zone can rise without obstacle to the upper end of the calcination tank; which can cause combustion of the charging installations and the collector body. Another disadvantage is that the two ovens have to be loaded by hand, independently of each other.
In the case of a shaft furnace, permanently and continuously filled with load materials from the bottom of the furnace to the top, the present invention aims, by eliminating any peripheral action of the furnace to calcine the filler material uniformly in all zones of the cross section of the furnace, while maintaining the same height position of the calcination zone, it further aims to uniformly preheat the filler material placed above the zone of calcination and to exploit to the maximum the heat of the combustion gases of the furnace.
According to the invention, these objects are achieved by the fact that in the immediate vicinity above the calcination zone, all of the burnt gases from this zone are sucked up to the cmmpressed in the open lower end of a gas collecting body. burned hollow, known per se, provided with a wall not presenting any lumen and placed in the center of the tank;. the: said collector body is surrounded over the entire length of material to be calcined and the burnt gases are brought in as evenly as possible from the upper end, provided with openings for evacuating burnt gases from the collecting body to the part of material to be calcined placed above said body in order to preheat this part .
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To this end, this new process is carried out in a shaft furnace, the vessel of which carries a hollow collector body of burnt gases, known per se, and which is surrounded over its entire height by the material to be calcined; the lower end of said hollow body being open, while its closed upper part is equipped with burnt gas discharge openings, preferably oriented downwards.
The diameter of the flue gas collector body is chosen of a size which takes into account the granulation, respectively the size of the pieces of the material to be calcined and which makes it possible to obtain a large free space below the gas collector body burnt, free space which forms according to the natural slope angle of the material to be calcined; preferably, the diameter of the flue gas collecting body comprises approximately two thirds of the diameter that the shaft furnace has at this location.
Further, according to the invention, the lower edge of the flue gas collector body tapers inwardly according to the natural slope angle of the material to be calcined and thereby the burnt gas is obtained. The flow of combustion gases is concentrated as far as possible towards the center of the furnace, which guarantees an impeccable calcination in the center of the furnace as well.
Particularly in the case of larger diameter shaft furnaces, the upper part of the calcination zone of the vessel is preferably reduced to the immediate vicinity of the burnt gas discharge openings provided in such a way. known per se, in the collector body in order to obtain a good distribution of the combustion gases.
The heating of the calcination zone can be carried out by means of a gaseous, pulverulent or liquid fuel, said fuel being burned in the combustion chambers which are distributed uniformly around the tank, preferably parallel to the latter. .
Finally, the invention also aims to apply the new process and the shaft furnace of the new type to the combination, known per se, of a rotary tube furnace connected in front of the shaft furnace and heated by the burnt gases of the latter in order to preheat the feedstock of the rotary tube furnace.
The object of the invention is suitable both for the calcination of coarse lumpy materials and, in particular, for the calcination of fine materials. It is particularly important that the height position of the calcination zone remains constant, so as to minimize the coating requirements of the furnace ...
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The space capacity and the degree of thermal action of the new shaft furnace are very high. Due to the relatively low calcination zone, permanently remaining in the same height position and when it comes, for example, lime stone calcination, this behind, after good uniform preheating, absorbs evenly and in an intense way the deaoidification temperature, so that the calcination is accomplished in a uniform way.
The temperature of the burnt gases leaving the furnace can be easily controlled by the height at which the feed material is piled up on the burnt gas collecting body, as well as by the grain size of said material.
Particular importance should be attached to the combination of the furnace according to the invention with a rotary tube furnace, for example for the calcination of cement, since the hot flue gases of the rotary tube furnace therefore guarantee preheating. maximum uniformity of the feed material found in the leak according to the invention, connected to said rotary tube furnace, by exploiting the temperature of the burnt gases up to the dew point of the latter; in this case the rotary tube furnace can be much shorter than it is normally in the case of conventional rotary tube furnaces /
One embodiment, given by way of non-limiting example, is shown schematically in the accompanying drawing.
On the periphery of the shaft furnace 1 are regularly distributed several combustion chambers 2 which are heated with oil, gas or pulverulent fuel. The combustion chambers 2 are arranged parallel to the shaft furnace 1, and this, with a vertical pipe from the top to the bottom.
The hot combustion gases from these pre-combustion chambers enter through the openings in the tank 1. The tank is provided, in the immediate vicinity above the calcination zone, with a fitted part 4. This fitted part 4 of the vessel carries a flue gas collecting body 5, the open lower end of which is narrowed according to the angle of the natural slope of the material to be calcined, as shown at 6. The closed upper end of the collecting body 5 is equipped with 7 evacuation openings for
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burnt gases and which are preferably oriented obliquely downwards so that the gases are distributed with maximum uniformity so that they can obstruct a hollow column formed by the material to be preheated.
The flue gas collecting body 5, made of a highly refractory metallic material, is fixed by supports 8 which are preferably also made of a highly refractory metallic material.
CLAIMS.
1.- Process for the calcination of lime, dolomite, magnesite, cement or the like in shaft furnaces in which the filler material is piled in an uninterrupted manner from the bottom of the furnace to the mouth, characterized in that in the immediate vicinity above the calcination zone all the burnt gases of this zone are sucked or compressed into the open lower end of a burnt gas collecting body known per se and which is surrounded over its entire height by the material to be calcined;
the burnt gases being fed in a distribution of maximum uniformity from the burnt gas discharge openings provided in the upper end of said collector body and in a manner also known per se, in the part of the material to be calcined piled on said collector body in order to preheat this part.
2. - Shaft furnace for implementing the process according to claim 1, characterized in that a hollow flue gas collector body is arranged in the center of the vessel, in the immediate vicinity above the zone of calcination, said body being surrounded over its entire height by the material to be calcined; the lower end of said body being open, while its closed upper end is equipped with openings for evacuating the burnt gases, preferably oriented downwards.