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"Procédé pour la cuisson de ciment et d'un autre produit de frittage sur une bande de frittage**
L'invention a trait à un procédé pour la cuisson de ciment et d'un autre produit de frittage sur une bande de frittage.
Lors de la cuisson de ciment sur une bande de frittage ou sur une grille mobile, le produit brut transformé en granules est épandu, en combinaison avec un carburant à grains fine et à courte flamme,pour former une couche sur la grille. La couche se déplace loua une flamme d'allumage qui est dirigée depuis le haut aur la couche et cet ensuite soumise à un courant d'air qui est aspiré de haut en bas à travers la couche. Au lieu de mélanger le carburant aux granulée, on l'a déjà incorporé au produit brut avant la formation de granulée, si bien que chaque petit globe distinct du produit (granule) eat constitué par un mélange de produit brut et de carburant.
Ce dernier est donc réparti uniformément sur toute la masse du petit globe du produit, c'est-à-dire que le rapport entre le produit brut et le carburant se trouve, à l'intérieur du petit
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globe du produit,être le même qu'à sa surface extérieure.
En outre, on a également déjà procédé occasion- nellement de telle manière que l'on forme les granules d'abord sans carburant, puia qu'on les roule dans le carburant ou dans un mélange de produit brut riche en carburant, si bien que l'on obtient des petits globes du produit pour lesquels le carburant est introduit exclusivement dans la coque extérieure.
Aussitôt que la couche est enflammée et que le courant d'air a été introduit par le haut, il se forme d'abord, dans la partie supérieure de la couche, une sono incan- descente qui se corrode de plus en plue vers le bas. Si la couche parvient à l'extrémité de déversement de la bande, la sono incandescente se trouve dans la partie la plus inférieure de la couche. Dans le cas d'une coupe longitudinale à travers la couche se déplaçant lentement, la zone incandescente apparaît donc sous la forme d'une bande diagonale qui s'étend depuis l'extrémité d'alimentation jusqu'à l'extrémité de déversement obliquement de haut en bas à travers la couche. Au-dessus de la zone incandescente, se trouve la zone de refroidissement et, en-dessous, la zone de préchauffage.
Dans le voisinage de l'extrémité d'alimenta- tion, l'extension en hauteur de la zone de refroidissement est pratiquement égale à zéro et, dans le voisinage de l'extrémité de déversèrent, l'extension en hauteur de la zone de préchauf- rage est pratiquement égale & zéro. En ces deux endroits, se produisent obligatoirement de fortes pertes de chalour qui ne peuvent pas être évitées, dans le cas où l'on ne procède pas à des circonvolutions très incommodes de gaz ou à des dispositions analogues. Cependant, comme il est aisé de le voir, l'importan- ce de ces pertes va en diminuant relativement au fur et à mesure de l'augmentation de l'ép@@sseur de la couche.
Aussi est-on déjà parti de bandes de frittrge avec une épaisseur do couche allant jusqu'à un mètre.
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Lors de la cuisson de ciment et aussi d'un autre produit de frittage sur la grille, il s'est avéré que, lors de l'introduction de la quantité de carburant nécessaire théoriquement pour la calcination et pour le frittage, il se produisait très aisément une sur-cuisson du produit. Les gra- nules présentent, en certains endroits, en particulier sur leur coque extérieure, une fusion, alors que l'intérieur du grain distinct est encore resté & demi crû. Dans le cas où le Boyau du petit globe du produit contient également du carbu- rant. celui-ci n'est fréquemment cuit que partiellement. Des mesures ont indiqué que la température dans la zone incandea- cente était extrêmement élevée et qu'elle dépassait souvent 1700 .
Si l'on ne diminuait que d'un peu la quantité de carbu- rant, il se produisait une faible cuisson. Certes le produit était calciné, mais non plus fritte. Egalement une augmenta- tion ou une diminution des granules n'aboutissait pas au but envisagé. Dans le cas de plus grande granules, la fraction de la faiblo cuisson à l'intérieur des petite globes distincts du produit était plus grande, mais si, par contre, on choisissait de plus petite granules, la température dans la zone incandes- cente continuait à s'élever.
Le grain distinct présentait à nouveau sur la coque extérieure une fusion, alors que l'intérieur était resté à demi-crd. Il en est de même pour le choix d'un autre carburant. Si, par exemple, on choisit un carburant avec une fraction plus élevée on constituants volatils, la zone incan- descente devient considérablement plus large et les pertes des gaz d'échappement augmentent d'une façon disproportionnée.
Ces difficultés ne peuvent être évitées que lorsque l'on diminue la vitesse de l'air traversant la couche et, par suite aussi, la vitesse de déplacement de la grille dans une étendue non susceptible de se soutenir économiquement*
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Tout le processus de cuisson se déroule alors plus lentement et aussi bien la fusion sur le cote extérieur des grains distincte du produit que la partie demi-crue à l'intérieur de ces grains sont supprimes. Cependant, le rendement de la gril- le diminue fortement dans ces conditions.
La raison de cette tenue propre du produit lors du frittage sur la grille doit être considérée dans ce qui suit; la vitesse élevée de l'air détermine une transformation très rapide du carburant en acide carbonique. Les températures de combustion qui ne rencontrent dans ce cas sont corrélative- ment élevées. La vitesse de déplacement des calories depuis la surface extérieure du grain distinct du produit -sur cette surface extérieure se produit d'abord la combustion et en cet endroit ae dégagent les calories de la combustion- Jusqu'à son noyau ne peut cependant pas être augmentée à volonté.
Certes, cette vitesse de déplacement va en augmentant au fur et à mesure de l'augmentation de la différence de température entre la sur- face extérieure du grain et le noyau de ce grain, mais cependant pas suffisamment pour que la production d'une température sur- élevée soit évitée à la surface extérieure du grain.
Si le carburant est réparti sur toute la masse du petit globe du produit, la quantité de carburant dont on dispose sur la surface extérieure du grain distinct du produit d'abord pour la combustion, est certes plus faible et la tempé- rature qui y est provoquée n'est pas aussi élevée, mais la vites- se de déplacement des calories de la surface e xtérieure du petit globe du produit à sonnoyau est encore trop faible toujours, c'est-à-dire que l'effet de refroidissement du noyau encore froid sur la surface extérieure fortement chauffée est trop faible pour éviter la production de températures surélevées à la surfa- ce extérieure du grain.
La vitesse de combustion du carburant existant
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à l'intérieur du petit globe est relativement faible. La com- buation se met en marche uniquement lorsque la température en cet endroit m'est suffisamment élevée et aussi uniquement pour autant que l'air de combustion traverse la masse poreuse du produit jusque l'intérieur du noyau. Donc également la vites- se de déplacement des calories de la surface extérieure du petit globe du produit Jusqu'à son noyau est déterminante pour la mine en marche de la combustion.
Si cette vitesse est trop faible, le frittage à la surface extérieure est déjà terminé et les pores se ferment avant que le carburant ne se soit enflammé à l'intérieur du petit globe du produit, La conséquence en est obligatoirement une fusion à la surface extérieure et une absence de cuisson à l'intérieur du petit globe du produit.
Une cuisson en quelque sorte suffisamment uniforme du produit de frittage était obtenue uniquement lors- que l'on procédait à mélanger au produit brut frais un produit récupéré, c'est-à-dire un produit dont la cuisson est finie* Par ailleurs, on devait également augmenter la quantité inoor- porée du carburant, mais cependant dans la proportion telle que celle nécessaire au chauffage du produit récupéré à la tem- pérature de frittage. La quantité considérable de carburant qui était nécessaire pour éliminer du produit brut l'acide car- bonique, était supprimée pour la fraction de produit récupéré du mélange produit brut-produit récupéré.
Par ce mode de tra- vail, on obtenait que les calories produites par la combustion se répartissent sur une plus grande quantité du produit, si bien que des températures surélevées pouvaient être évitées,
Par ailleurs, la quantité nécessaire du pro- duit récupéré était considérable. D'une manière générale, un rapport entre le produit brut et le produit récupéré de 1 s 1 était nécessaire, si bien que la quantité totale de carburant calculée sur la quantité du produit fini (déduction faite de
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de la fraction de produit récupéré) n'était pas légèrement supérieure à ce qu'elle cet lora de la cuisson sans produit récupéré.
C'est ici qu'intervient la présente invention .
Celle-ci réside essentiellement dans le fait de travailler sans produit récupéré et d'utiliser, à la place de l'air de combus- tion, un mélange d'air et de gaz brûlés. Cette disposition offre divers avantages. Par les gaz brûlée mélangea, on peut, de même que dans le cas du mélange du produit récupéré avec du produit brut, diminuer la température des gaz produite de la combustion, et ce dans une mesure qui est aisément réglable à tout instant pendant le fonctionnement. Une augmentation de la consommation de carburant, comme lors du fonctionnement avec du produit récupéré, ne se produit pas, parce que les gaz d'échap- pement de la grille de frittage sont à nouveau mélangés dans le circuit de l'air de combustion.
Pour autant que ces gaz d'échap - pement ont donc une température plus élevée à ce qu'elle est lors du fonctionnement avec de l'air seul, leurs calories sensi- bles peuvent être rendues utilisables dans le procédé de travail lui-même.
Dans le cas de bandes de frittage, il est usuel de subdiviser le caisson d'aspiration sous la grille, pour utiliser dans différents buts les gat d'échappement se pré- cipitant en des endroits différents de la grille. En particu- lier, il ert également connu d'utiliser pour le préchauffage ou pour le léchage du produit brut les gaz d'échappement provenant des caissons partiels d'aspiration dans le voisinage de l'extré- mité de déversement de la grille, caissons qui sont particulière- ment chauds. Conformément à l'invention, il est actuellement proposé de mélanger ces gaz d'échappement particulièrement chaude de préférence à l'air frais, alors que les gaz d'échappement plus froids provenant des autres caissons partiels d'aspiration sont
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dirigés dans la cheminée.
Ceci contribua considérablement à l'économie thermique du procédé conforme à l'invention.
La rétrogradation des gaz d'échappement dans le foyer est connue en soi dans le cas des procédés les plus divers de travail. Elle sert soit à protéger contre la cala- mine des éléments de la conatruction qui sont soumis particu- lièrement fortement aux gaz du foyer, soit à pouvoir maintenir des températures déterminées de traitement d'un produit. Cepen- dant, dans le cas présent, on ne savait pas pour quelle raison. lors de la cuisson du ciment sur la grille qui subit en soi des températures très élevées (environ 1500 ), il se produisait partiellement une sur-cuisson et partiellement une sous-cuisson.
La notion suivant laquelle, dans les conditions qui se produi- sent lors de la cuisson du ciment sur la grille, une diminution des calories produites de la combustion à l'endroit de leur dégagement était appropriée pour éviter les inconvénients men- tionnés ci-dessus, fait partie de la présente invention. Seule cette notion permettait la proposition conforme à l'invention d'utiliser des moyens connus en soi d'étouffemont en mélangeant les gaz brûlés à l'air de combustion.
Le fait de mélanger des gaz inerte., en par- ticulier des gaz d'échappement, à l'air de combustion est con- nu, non seulement pour les foyers les plus divers, mais encore dans le cas de bandes de frittage, en particulier lorsque les bandes de frittage sont utilisées dans un procédé à plusieurs couches, donc c'est-à-dire lorsque le même produit se déplace plusieurs fois à travers le four, par exemple d'abord dans une couche supérieure pour le pré-chauffage du produit, puis dans une couche inférieure pour la finition de la cuisson Mais, suivant l'expérience, un procédé de ce genre entraîne l'utili- sation d'une grande quantité de carburant, parce que l'ensemble du produit doit chaque fois être chauffé deux fois.
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En outre, dans le cas de grillée de frittage, il est connu de subdiviser l'espace situé sous la grille en un grand nombre de chambres et, hors de chacune de ces chambres, les gaz d'échappement qui s'y précipitent sont aspirés séparément des gaz d'échappement des autres chambres. Au-dessus de la grille, est monté un capot de chauffage sur lequel est dirigé le carburant sous la forme d'une flamme, qui est fournie par exemple par un gaz susceptible de brûler et par de l'air de l'une des chambres sous la grille. De cette manière, on arrive bien à maintenir une température déterminée dans la couche à cuire, mais le dispositif et, par voie de conséquence, également le procédé de cuisson sont alors très compliqués, si bien que, déjà pour cette seule raison, une comparaison avec l'objet de l'invention est difficilement possible.
Lors du procédé mis en oeuvre suivant l'inven- tion, vis-à-vis de ces procédés de cuisson et encore d'autres procédés connus, pour la première fois, le produit récupéré, qui est sans cela mélangé au produit de cuisson, est remplacé, pour diminuer la température trop élevée pour la cuisson du ciment, dans la couche de traitement, par un mélange de gas inertes, en particulier de gaz d'échappement.
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"Process for firing cement and other sintering material on a sinter belt **
The invention relates to a method for firing cement and other sintering material on a sintering belt.
When firing cement on a sinter belt or on a movable grate, the raw granulated product is spread, in combination with a fine grain, short flame fuel, to form a layer on the grate. The layer moves by an igniting flame which is directed from above at the layer and then subjected to a current of air which is drawn up and down through the layer. Instead of mixing the fuel with the granules, it has already been incorporated into the raw product before the granule is formed, so that each separate small globe of the product (granule) is made up of a mixture of raw product and fuel.
The latter is therefore distributed uniformly over the entire mass of the small globe of the product, that is to say that the ratio between the raw product and the fuel is found, inside the small
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globe of the product, be the same as its outer surface.
In addition, it has also been occasionally already done so that the granules are formed first without fuel, then rolled in fuel or in a fuel-rich crude product mixture, so that small globes of the product are obtained for which the fuel is introduced exclusively into the outer shell.
As soon as the layer is inflamed and the air current has been introduced from above, there is first formed in the upper part of the layer an incandescent sound which corrodes more and more towards the bottom. . If the layer makes it to the spill end of the tape, the glowing PA will be in the lowermost part of the layer. In the case of a longitudinal cut through the slowly moving layer, the glowing area therefore appears as a diagonal stripe which extends from the feed end to the discharge end obliquely of up and down through the diaper. Above the glowing zone is the cooling zone and, below, the preheating zone.
In the vicinity of the feed end, the height extension of the cooling zone is practically zero, and in the vicinity of the dump end, the height extension of the preheating zone - rage is practically equal to zero. In these two places, strong losses of heat inevitably occur which cannot be avoided, in the event that very inconvenient gas convolutions or similar arrangements are not carried out. However, as will be readily seen, the magnitude of these losses decreases relatively as the thickness of the layer increases.
We have therefore already started with strips of frit with a layer thickness of up to one meter.
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When firing cement and also other sintering product on the grid, it turned out that when introducing the theoretically necessary amount of fuel for calcination and for sintering, very easily overcooking the product. The granules show in some places, especially on their outer shell, a fusion, while the interior of the distinct grain has still remained & half-grown. In the event that the product's Small Globe Hose also contains fuel. it is often only partially cooked. Measurements indicated that the temperature in the glowing area was extremely high and often exceeded 1700.
If the fuel quantity was reduced only a little, poor cooking would occur. Admittedly the product was calcined, but no longer sintered. Also an increase or decrease in granules did not achieve the intended purpose. In the case of larger granules, the fraction of weak cooking within the distinct small globes of the product was greater, but if, on the other hand, smaller granules were chosen, the temperature in the glowing zone continued. to rise.
The distinct grain again exhibited melting on the outer shell, while the interior had remained half-crd. It is the same for the choice of another fuel. If, for example, a fuel is chosen with a higher fraction or volatile constituents, the glowing zone becomes considerably larger and the exhaust gas losses increase disproportionately.
These difficulties can only be avoided by decreasing the speed of the air passing through the layer and, consequently also, the speed of movement of the grid in an area which cannot be economically supported *
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The whole cooking process then takes place more slowly and both the melting on the outer side of the grains, distinct from the product, and the semi-raw part inside these grains are eliminated. However, the efficiency of the grill decreases sharply under these conditions.
The reason for this clean resistance of the product during sintering on the grid must be considered in what follows; the high speed of the air determines a very rapid transformation of the fuel into carbonic acid. The combustion temperatures which do not occur in this case are correspondingly high. The speed of movement of calories from the outer surface of the grain separate from the product - on this outer surface first combustion occurs and in this place ae release the calories from combustion - Until its core, however, cannot be increased at will.
Admittedly, this speed of movement increases as the temperature difference between the outer surface of the grain and the core of this grain increases, but not enough so that the production of a temperature high is avoided at the outer surface of the grain.
If the fuel is distributed over the whole mass of the small globe of the product, the quantity of fuel available on the outer surface of the grain separate from the product first for combustion is certainly lower and the temperature therein. caused is not so high, but the rate of calorie shifting from the outer surface of the small globe of the cored product is still too low, that is, the cooling effect of the core still cold on the heavily heated outer surface is too low to prevent the production of elevated temperatures at the outer surface of the grain.
Burn rate of existing fuel
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inside the small globe is relatively small. The combustion starts only when the temperature there is high enough for me and also only if the combustion air passes through the porous mass of the product into the interior of the core. So also the rate of movement of the calories from the outer surface of the small globe of the product to its core is decisive for the mine in progress of combustion.
If this speed is too low, the sintering on the outer surface is already finished and the pores close before the fuel has ignited inside the small globe of the product, The consequence is necessarily a melting on the outer surface and an absence of cooking inside the small globe of the product.
A somewhat sufficiently uniform firing of the sintering product was obtained only when one proceeded to mix with the fresh crude product a recovered product, that is to say a product whose firing is finished. also had to increase the unsanitary quantity of the fuel, but still in the proportion such as that necessary for heating the product recovered to the sintering temperature. The considerable amount of fuel which was required to remove carbonic acid from the crude product was removed for the product fraction recovered from the crude product-recovered product mixture.
By this method of work, the calories produced by combustion were obtained to be distributed over a larger quantity of the product, so that high temperatures could be avoided,
On the other hand, the required amount of the recovered product was considerable. In general, a ratio of the raw product to the recovered product of 1 s 1 was necessary, so that the total quantity of fuel calculated on the quantity of the finished product (after deduction of
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of the fraction of recovered product) was not slightly greater than that of cooking without recovered product.
This is where the present invention comes in.
This essentially resides in the fact of working without recovered product and of using, instead of the combustion air, a mixture of air and flue gases. This arrangement offers various advantages. By the mixed flue gases, it is possible, as in the case of the mixture of the product recovered with the crude product, to decrease the temperature of the gases produced from the combustion, and this to an extent which is easily adjustable at any time during operation. . An increase in fuel consumption, as when operating with recovered product, does not occur, because the exhaust gases from the sinter grate are again mixed in the combustion air circuit.
As long as these exhaust gases therefore have a higher temperature than they are when operating with air alone, their sensible calories can be made usable in the working process itself.
In the case of sintering bands, it is customary to subdivide the suction box under the grille, in order to use the exhaust gats precipitating at different places on the grille for different purposes. In particular, it is also known to use, for preheating or for licking the raw product, the exhaust gases from the partial suction boxes in the vicinity of the discharge end of the grid, boxes which are particularly hot. According to the invention, it is currently proposed to mix these particularly hot exhaust gases preferably with fresh air, while the colder exhaust gases from the other partial suction boxes are
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directed into the fireplace.
This contributed considerably to the thermal economy of the process according to the invention.
The downshifting of the exhaust gases in the hearth is known per se in the case of the most diverse working methods. It serves either to protect against calamine the elements of the construction which are subjected particularly strongly to the gases of the hearth, or to be able to maintain certain temperatures of treatment of a product. However, in this case, it was not known for what reason. when the cement was fired on the grate, which in itself was subject to very high temperatures (around 1500), there was partially over-baking and partially under-baking.
The notion that, under the conditions which occur during the firing of cement on the grate, a decrease in the calories produced by combustion at the point of their release was appropriate in order to avoid the drawbacks mentioned above , is part of the present invention. Only this concept allowed the proposal according to the invention to use means known per se from étouffemont by mixing the burnt gases with the combustion air.
The fact of mixing inert gases, in particular exhaust gases, with the combustion air is known, not only for the most diverse fireplaces, but also in the case of sintering bands, in particularly when the sintering belts are used in a multi-layer process, i.e. when the same product moves through the furnace several times, e.g. first in a top layer for pre-heating of the product, then in a lower layer to finish the firing But, according to experience, a process of this kind involves the use of a large quantity of fuel, because the whole of the product must each time be heated twice.
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In addition, in the case of sinter grate, it is known to subdivide the space located under the grid into a large number of chambers and, out of each of these chambers, the exhaust gases which rush into them are sucked in. separately from the exhaust from other chambers. Above the grid is mounted a heating hood on which the fuel is directed in the form of a flame, which is supplied for example by a gas capable of burning and by air from one of the chambers under the grid. In this way, it is possible to maintain a certain temperature in the layer to be baked, but the device and, consequently, also the baking process are then very complicated, so that, already for this reason alone, a comparison with the object of the invention is hardly possible.
During the process implemented according to the invention, with respect to these cooking processes and still other known processes, for the first time, the product recovered, which is otherwise mixed with the cooking product, is replaced, in order to reduce the temperature which is too high for the curing of the cement, in the treatment layer, by a mixture of inert gases, in particular exhaust gases.