Procédé et dispositif pour introduire et distribuer la matière à calciner dans les fours rotatifs pour cimenteries et autres industries. Il est connu que la capacité de produc tion et le rendement thermique d'un four ro tatif dépendent en grande partie des moyens utilisés pour introduire et distribuer la pâte dans celui-ci.
A l'heure actuelle, la grande majorité des fours rotatifs traitant les matières pâteuses, sont alimentés par simple écoulement de la pâte déversée par la partie supérieure du four.
La présente invention concerne un pro cédé pour introduire et distribuer la matière à calciner dans les fours rotatifs pour cimen teries et autres industries et un dispositif pour l'exécution de ce procédé.
Le procédé suivant l'invention est carac térisé par le fait que la matière, mélangée à une certaine quantité d'eau, est projetée en au moins un jet dans le four contre des obs tacles mobiles placés suivant plusieurs ali gnements venant successivement en position active à mesure que le four tourne, de ma- nière que le ou les jets de matière rencontrent successivement lesdits obstacles et que la ma tière soit répartie par eux dans le four.
La quantité d'eau peut être par exemple de l'ordre de 36 à 43 %, donnant ainsi au mé lange une grande fluidité. Cependant, ce mé lange sera désigné ci-après, tout comme en cimenterie d'ailleurs, sous le nom de "pâte".
Les dessins annexés représentent, à. titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution du dispositif pour l'exécution du procédé.
La fig. 1 montre partiellement un déve loppement de la paroi interne du four et un dispositif d'injection comportant quatre tuyères; La fig. 2 montre un dispositif d'injection comportant une seule tuyère mobile, ainsi que, par développement de la paroi, la posi tion relative des obstacles placés dans le four; ta fig. 3 est une coupe axiale par le four, montrant une répartition particulière des obs tacles placés dans le four, permettant l'injec- lion de la plus grande partie de la pâte dans la zone arrière du four; La fig. 4 est une coupe longitudinale verticale du four;
La fig. 5 est une coupe verticale du four montrant une variante du dispositif d'ali mentation; La fig. 6 est une coupe transversale du four suivant la ligne VI VI de la fig. 4; La fig. 7 est une coupe suivant la ligne VII-VII de la fig. 4; Les fig. 9 et 10 illustrent différentes chaînes utilisées comme obstacles dans les di verses zones du four.
Aux fig. 1 à 3, X est la projection hori zontale de l'axe longitudinal du four; les points du dessin correspondent aux points d'attache des chaînes constituant les obsta cles; D représente l'étendue de la chambre à poussières; C la zone de récupération; B la zone de séchage et A la zone clans laquelle la pâte est finement divisée et portée à la tem pérature des gaz. La pâte, formée d'un mé lange d'eau et de matières à traiter, est ame née aux tuyères I, II, III et IV sous une pression réglable à partir d'un minimum, la pression de travail étant normalement de 8 à 10 atmosphères.
De préférence, ces tuyères seront alimentées sous une même pression, de façon à pouvoir plus simplement contrôler les variations de pression dans le four. Par ce fait, deux moyens pourront être employés pour faire varier le débit du four. Le pre mier consiste à faire varier le débit des tuyères, en maintenant la pression constante, ce qui se fera aisément en supprimant une ou plusieurs des tuyères d'injection I, II, III, IV. Le second moyen consiste à faire varier la pression, en maintenant constant le nombre de tuyères en action. Eventuellement, la combinaison de ces deux moyens pourrait concourir à l'obtention de tout débit désiré.
Le nombre de tuyères par four est. générale ment d'un à cinq. Ces tuyères sont de sim ples lances placées à l'entrée du four, tel qu'illustré aux fig. 1 à 5 annexées.
De cette façon, les jets traversent la chambre à poussières D avant de pénétrer dans le four. La compacité et la force du jet sont telles qu'aucune chute de pâte n'est per mise dans la chambre à poussières, le courant gazeux n'ayant aucun effet sur ledit jet. A l'intérieur du four, dans la zone de séchage B, sont prévues différentes séries d'obstacles constitués par des chaînes, placés suivant des alignements particuliers et sur la longueur to tale de cette zone, soit donc en moyenne sur une longueur de 13 mètres. Transversale ment, l'alignement est réalisé suivant des droites parallèles, perpendiculaires à l'axe du four. Longitudinalement, l'alignement est réalisé suivant des droites sensiblement pa rallèles, et légèrement inclinées par rapport à l'axe longitudinal du four.
Les points d'at tache des chaînes sont représentés aux fig. \? et 3 ci-jointes.
En considérant la fig. 1 et en admettant que les lances I, II, III et IV sont fixes et que le four se déplace dans un mouvement de rotation suivant le sens de la flèche, on peut remarquer que le jet, produit par la lance I, par exemple, rencontre d'abord l'obs tacle 1, et successivement, à mesure de la rotation du four, les obstacles 2, 3, 4, 5,<B>...</B> 25. De même, par exemple, le jet de la. lance III touchera, dans les mêmes conditions, les obstacles 17, 18, 19,<B>...</B> 24, 1, 2, 3,<B>...</B> 16.
Le même raisonnement peut être fait pour les autres lances, de sorte que chacune d'elles projettera successivement dans chaque partie de la zone B une même quantité de pâte. Cette distribution successive clans cha que partie de la zone B du four sera faite autant de fois par tour du four, qu'an aura adopté de séries ou alignements d'obstacles tels que E-E. L'obliquité des alignement des obstacles est telle qu'un jet ne peut, en aucun cas, passer entre deux alignements con sécutifs et, de ce fait, atteindre la zone A. par exemple, située au delà. de la zone de sé chage B. Il est donc impossible que la ma tière soit projetée en dehors des limites de la zone de séchage B comprise entre les obsta cles 1 et 25.
Par conséquent, cette zone de séchage B est rigoureusement limitée par les directrices F,--Pi, et F2,-F=zi et ne peut être modifiée sans changer la position des lances. Pour plus clé sécurité, on pourra encore dis poser au delà des limites F=F,, c'est-à-dire dans la zone 9., des obstacles l', 2', etc., qui recueilleraient la pâte venant, pour une cause quelconque, à dépasser la zone de séchage B. Ces obstacles l', 2',<B>...</B> etc., seront de préfé rence alignés suivant des droites parallèles à l'axe X-X, comme montré aux fig. 1, 2 et 3.
Ces obstacles l', 2', etc. peuvent, d'autre part, comporter des palettes v', disposées en divers endroits de la longueur de ces obsta cles et servant à soulever la pâte partielle ment séchée et, ainsi, à mieux l'exposer à l'ac tion des gaz. Ces palettes sont représentées .à la fig. 9.
L'exemple qui vient d'être décrit, permet < donc l'obtention d'une répartition égale de la pâte dans les différentes parties de la zone de séchage B.
Si, pour des raisons quelconques, on dé sire obtenir une répartition inégale en diffé rents endroits du four, soit par exemple la projection de plus grandes quantités de pâte en un endroit déterminé du four, il suffira d'augmenter le nombre d'obstacles en cet en droit ou de diminuer le nombre d'obstacles dans la zone précédant celle considérée.
La fig. 3 illustre une disposition des obs tacles dans le but de projeter une plus grande quantité de matière dans la partie arrière de la zone B. A cet effet, le nombre d'obstacles dans cette partie arrière est plus grand que celui de la partie précédente du four. De nette façon, comme les jets rencontrent un plus petit nombre d'obstacles à l'avant, un plus grand nombre de jets atteindront la par- -tie arrière du four.
En interchangeant la densité des obstacles :dans le four, il pourra. être obtenu toute dis tribution désirée et prédéterminable.
Chaque jet, en s'écrasant contre un obs tacle, produit un véritable écran de pâte, pré -sentant une très grande surface aux gaz, tant Tour absorber de la chaleur que pour récol.- -ter là, poussière entraînée par le courant ga- !Zeux. Les obstacles, placés suivant les droite: E-E, peuvent évidemment être en nombre quelconque et même être disposés de façon à, se toucher, pour former une surface continue, augmentant considérablement la capacité de séchage de la zone du four et retenant toutes les poussières entraînées par les gaz.
Afin de récupérer les éclaboussures de pâte se produisant au contact des jets avec les premiers obstacles 25, il est prévu une zone de récupération C, qui est maintenue humide, par exemple par un apport de pâte s'écoulant librement dans le four; de cette façon, on évite l'assèchement de ces particule de pâte et la formation, à la longue, d'un anneau de pâte.
Dans cette zone C, le revêtement en bri ques est supprimé et remplacé par.des tôles d'usure et, pour empêcher l'adhérence de pâte à la paroi du four, on y fixe une série de chaînes 1", 2", etc., suspendues par une ex trémité à la paroi du four; l'autre extrémité est terminée par un poids w", dont le rôle est de tendre ces chaînes lorsqu'elles sont sus pendues. La longueur de ces dernières est telle qu'elles ne peuvent être touchées par les jets de pâte.
Elles sont réparties longitudi nalement suivant des lignes inclinées par rap port à l'axe X-X, sous un angle plus grand que celui des droites E-E. Ces chaînes ver ticales peuvent également être remplacées par des chaînes placées en cercles de même dia mètre que le four et rattachées à la paroi par des chaînettes espacées, reliées, d'une part, à la chaîne circulaire et, d'autre part, à la pa roi. La dimension de ces chaînes circulaires en permet le contact constant avec la partie inférieure du four, ce qui permet le raclage de ce dernier et empêche ainsi l'aggloméra tion de la pâte séchée dans la zone C.
Il est à noter également que les chaînes relativement courtes, prévues dans la zone d e récupération C, peuvent être également rem placées par des corps broyeurs 44, tels que cylpebs, petits boulets ou cubes, pour racler la paroi, une certaine quantité de pâte rela tivement fluide étant simultanément admise dans cette chambre et destinée à recueillir les éclaboussures et les raclures. Ces corps broyeurs peuvent être, par exemple, compris dans une série d'anneaux 45, de façon à, être guidés. Les contrepoids, destinés à tendre les obstacles, peuvent être constitués par un poids w, qui affecte de préférence la forme d'un grand maillon ou anneau.
Ces obstacles doivent être flexibles et le poids w a pour objet de les tendre brusquement, de façon à provoquer une secousse brutale détachant et projetant dans la partie inférieure du four, les matières séchées recouvrant ces obstacles. Ces obstacles 1, 2, . . etc., ont une longueur déterminée par le diamètre du four. Ils peu vent être constitués par une grosse chaîne, par des fers plats articulés ou par une série de treillis à grosses mailles et en gros fil de fer. Ils sont mobiles et flexibles.
Dans la zone A, située au delà de la zone de séchage B, on peut utiliser des chaînes ou autres organes identiques à ceux utilisés comme obstacles 1, 2,<B>...</B> etc., qui peuvent être tendus par des poids identiques w'.
Les fig. 8, 9 et 7.0 représentent, à titre d'exemple, des chaînes utilisées comme obs tacles respectivement dans la zone de séchage B, dans la zone de division de la matière r1 et dans la zone de récupération C.
La fig. 2 montre des moyens permettant clé modifier la direction horizontale du jet et, par là., de raccourcir ou allonger la zone de répartition. Dans ce but, la tuyère 1 est mon tée dans une traverse 50, dont la position peut être ajustée par des vis 51, de façon à diriger le jet parallèlement à l'axe X -X du four ou à un angle aigu sur cet axe, de l'un ou de l'autre côté de celui-ci.
Au lieu de disposer les obstacles de façon à ce qu'ils se projettent longitudinalement suivant une droite inclinée par rapport à l'axe longitudinal, telle que E-E, on peut obtenir la même répartition de la pâte en suspendant les obstacles suivant des génératrices, c'est- à-dire des droites parallèles à l'axe du four, et en inclinant les axes des lances sur ledit axe longitudinal X-X du four, par exem ple par les moyens illustrés à la fig. 2.
Method and device for introducing and distributing the material to be calcined in rotary kilns for cement factories and other industries. It is known that the production capacity and the thermal efficiency of a rotary kiln depend to a large extent on the means used to introduce and distribute the dough therein.
At present, the vast majority of rotary kilns treating pasty materials are fed by simply flowing the paste discharged from the upper part of the kiln.
The present invention relates to a process for introducing and distributing the material to be calcined in rotary kilns for cement works and other industries and to a device for carrying out this process.
The process according to the invention is charac terized by the fact that the material, mixed with a certain quantity of water, is projected in at least one jet into the oven against movable obstacles placed in several alignments coming successively into the active position. as the furnace rotates, so that the jet (s) of material successively meet said obstacles and the material is distributed by them in the furnace.
The amount of water can be for example of the order of 36 to 43%, thus giving the mixture great fluidity. However, this mixture will be referred to below, as in the cement industry, moreover, under the name of "paste".
The accompanying drawings show, to. by way of example, several embodiments of the device for performing the method.
Fig. 1 partially shows a development of the internal wall of the furnace and an injection device comprising four nozzles; Fig. 2 shows an injection device comprising a single movable nozzle, as well as, by development of the wall, the relative position of the obstacles placed in the furnace; your fig. 3 is an axial section through the oven, showing a particular distribution of the obstacles placed in the oven, allowing the majority of the dough to be injected into the rear zone of the oven; Fig. 4 is a vertical longitudinal section of the oven;
Fig. 5 is a vertical section of the oven showing a variant of the supply device; Fig. 6 is a cross section of the furnace along the line VI VI of FIG. 4; Fig. 7 is a section taken along line VII-VII of FIG. 4; Figs. 9 and 10 illustrate different chains used as obstacles in the various zones of the oven.
In fig. 1 to 3, X is the horizontal projection of the longitudinal axis of the furnace; the points in the drawing correspond to the points of attachment of the chains constituting the obstacles; D represents the extent of the dust chamber; C the recovery area; B the drying zone and A the zone in which the paste is finely divided and brought to the temperature of the gases. The paste, formed from a mixture of water and materials to be treated, is fed to nozzles I, II, III and IV under an adjustable pressure from a minimum, the working pressure being normally 8 to 10 atmospheres.
Preferably, these nozzles will be supplied at the same pressure, so as to be able more simply to control the pressure variations in the furnace. Therefore, two means could be used to vary the flow rate of the furnace. The first consists in varying the flow rate of the nozzles, while maintaining the pressure constant, which will be done easily by removing one or more of the injection nozzles I, II, III, IV. The second means consists in varying the pressure, while keeping the number of nozzles in action constant. Optionally, the combination of these two means could contribute to obtaining any desired throughput.
The number of nozzles per furnace is. usually one to five. These nozzles are simple lances placed at the entrance to the furnace, as illustrated in fig. 1 to 5 appended.
In this way, the jets pass through the dust chamber D before entering the oven. The compactness and the force of the jet are such that no drop of paste is allowed in the dust chamber, the gas current having no effect on said jet. Inside the oven, in the drying zone B, are provided various series of obstacles constituted by chains, placed in particular alignments and over the total length of this zone, i.e. on average over a length of 13 meters. Transversely, the alignment is carried out along parallel straight lines, perpendicular to the axis of the furnace. Longitudinally, the alignment is carried out along lines substantially parallel to each other, and slightly inclined with respect to the longitudinal axis of the oven.
The chain attachment points are shown in fig. \? and 3 attached.
Considering fig. 1 and assuming that the lances I, II, III and IV are fixed and that the furnace moves in a rotational movement in the direction of the arrow, we can notice that the jet, produced by the lance I, for example, first meets obstacle tackle 1, and successively, as the oven rotates, obstacles 2, 3, 4, 5, <B> ... </B> 25. Similarly, for example, the jet of the. lance III will touch, under the same conditions, obstacles 17, 18, 19, <B> ... </B> 24, 1, 2, 3, <B> ... </B> 16.
The same reasoning can be done for the other nozzles, so that each of them will successively project into each part of zone B the same quantity of dough. This successive distribution clans cha that part of zone B of the furnace will be made as many times per revolution of the furnace as a series or alignment of obstacles such as E-E will have adopted. The obliqueness of the alignment of the obstacles is such that a jet cannot, in any case, pass between two consecutive alignments and, therefore, reach zone A. for example, located beyond. of the drying zone B. It is therefore impossible for the material to be projected outside the limits of the drying zone B between obstacles 1 and 25.
Consequently, this drying zone B is strictly limited by the guidelines F, - Pi, and F2, -F = zi and cannot be modified without changing the position of the lances. For more security, we can also say to pose beyond the limits F = F ,, that is to say in zone 9., obstacles l ', 2', etc., which would collect the coming paste, for any cause, to go beyond the drying zone B. These obstacles l ', 2', <B> ... </B> etc., will preferably be aligned along straight lines parallel to the axis XX, as shown in fig. 1, 2 and 3.
These obstacles l ', 2', etc. can, on the other hand, include pallets v ', arranged in various places along the length of these obstacles and serving to lift the partially dried dough and, thus, to better expose it to the action of gases. These pallets are shown in fig. 9.
The example which has just been described therefore makes it possible to obtain an equal distribution of the paste in the different parts of the drying zone B.
If, for whatever reasons, it is desired to obtain an uneven distribution in different places of the oven, for example the projection of larger quantities of dough in a determined place of the oven, it will suffice to increase the number of obstacles by this in law or to reduce the number of obstacles in the zone preceding that in question.
Fig. 3 illustrates an arrangement of the obstacles with the aim of projecting a greater quantity of material into the rear part of zone B. For this purpose, the number of obstacles in this rear part is greater than that of the preceding part of the oven. Clearly, because the jets encounter a smaller number of obstacles in the front, more jets will hit the rear portion of the oven.
By interchanging the density of the obstacles: in the oven, he can. be obtained any desired and predeterminable distribution.
Each jet, crashing against an obstacle, produces a real screen of paste, presenting a very large surface to the gases, both to absorb heat and to collect there dust carried along by the gas current. -! Zeux. Obstacles, placed along the lines: EE, can obviously be in any number and even be arranged so as to touch each other to form a continuous surface, considerably increasing the drying capacity of the oven area and retaining all the dust entrained by gas.
In order to recover the splashes of dough occurring on contact of the jets with the first obstacles 25, a recovery zone C is provided, which is kept moist, for example by a supply of dough flowing freely in the oven; in this way, the drying of these dough particles and the formation, in the long run, of a ring of dough is avoided.
In this zone C, the brick lining is removed and replaced by wearing plates and, to prevent the adhesion of paste to the wall of the oven, a series of chains 1 ", 2", etc. is attached thereto. ., suspended by one end from the wall of the oven; the other end is terminated by a weight w ", whose role is to tighten these chains when they are suspended. The length of the latter is such that they cannot be touched by the jets of dough.
They are distributed longitudinally along lines inclined with respect to the X-X axis, at an angle greater than that of the lines E-E. These vertical chains can also be replaced by chains placed in circles of the same diameter as the oven and attached to the wall by spaced chains, connected, on the one hand, to the circular chain and, on the other hand, to Wall. The size of these circular chains allows them to be in constant contact with the lower part of the oven, which allows the latter to be scraped and thus prevents agglomeration of the dried dough in zone C.
It should also be noted that the relatively short chains, provided in the recovery zone C, can also be replaced by grinding bodies 44, such as cylpebs, small balls or cubes, to scrape the wall, a certain quantity of paste rela tively fluid being simultaneously admitted into this chamber and intended to collect splashes and scrapings. These grinding bodies can be, for example, included in a series of rings 45, so as to be guided. The counterweights, intended to tension the obstacles, can be constituted by a weight w, which preferably takes the form of a large link or ring.
These obstacles must be flexible and the weight w is intended to tighten them abruptly, so as to cause a sudden shock loosening and projecting into the lower part of the oven, the dried materials covering these obstacles. These obstacles 1, 2,. . etc., have a length determined by the diameter of the furnace. They can be constituted by a large chain, by articulated flat bars or by a series of trellises with coarse meshes and coarse wire. They are mobile and flexible.
In zone A, located beyond drying zone B, chains or other elements identical to those used as obstacles 1, 2, <B> ... </B> etc. can be used, which can be tensioned by identical weights w '.
Figs. 8, 9 and 7.0 show, by way of example, chains used as obstacles respectively in the drying zone B, in the division zone of the material r1 and in the recovery zone C.
Fig. 2 shows means for modifying the horizontal direction of the jet and, thereby., Shortening or lengthening the distribution zone. For this purpose, the nozzle 1 is mounted in a cross member 50, the position of which can be adjusted by screws 51, so as to direct the jet parallel to the axis X -X of the furnace or at an acute angle on this axis , on either side of it.
Instead of arranging the obstacles so that they are projected longitudinally along a straight line inclined relative to the longitudinal axis, such as EE, we can obtain the same distribution of the dough by suspending the obstacles along generatrices, c 'That is to say straight lines parallel to the axis of the furnace, and by inclining the axes of the lances on said longitudinal axis XX of the furnace, for example by the means illustrated in FIG. 2.