Procédé de traitement par un gaz, de matières granuleuses et pulvérulentes, et installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. La présente invention comprend un pro cédé de traitement par un gaz, de matières granuleuses et pulvérulentes, selon lequel on fait passer le gaz à travers une couche de la matière, disposée sur un support perméable aux gaz. L'invention comprend en outre une installation pour la mise en aeuvre de ce pro cédé.
Ledit procédé peut servir, par exemple, à chauffer la matière, à la refroidir, ou -en core à lui faire subir des modifications d'ordre chimique, telles que, par exemple, le vieillissement artificiel du ciment au moyen d'anhydride carbonique.
Dans les procédés connus, on a l'habitude d'employer une grille horizontale ou un autre support analogue sur lequel la matière se dé place en étant mue, par exemple, par des racloirs, ou bien d'employer une grille dite mobile, c'est-à-dire une grille horizontale qui se déplace elle-même. Lorsque l'on emploie des racloirs ou d'autres dispositifs sembla- bles, en association avec une grille fige, la couche de matière est extrêmement irrégu lière et il en résulte que le- traitement n'est pas uniforme. En outre, l'emploi d'une grille mobile est souvent mal commode pour di verses raisons.
Le procédé selon la piésente invention est caractérisé en ce que l'on fait descendre la couche de matière sur le support, lequel est incliné et forme avec l'horizontale un angle plus petit que l'angle maximum sous lequel aucun déplacement ne se produit entre mor- oeaug de la matière et le support, sous l'in fluence de la pesanteur, en agissant inté rieurement dans ladite couche, de manière qu'elle se déplace comme un tout et sans qu'il se produise pratiquement de glissements locaux en elle.
Dans la description qui va suivre, on en tendra par "angle de repos", l'angle maxi mum sous lequel une masse de matière restera stationnaire sur le support incliné, sans qu'aucun grain ou particule de la ma tière ne se déplace par rapport aux autres grains ou particules de la masse, ou sans que toute la masse ne se déplace par rapport au support sous l'influence de la pesanteur.
L'angle selon lequel le support est dis posé est important, car si le support est dis posé à un angle tel que la matière a tendance à descendre sur lui, en glissant sous l'in fluence de la pesanteur, le mouvement est irrégulier et il en résulte un traitement non uniforme. Cependant, si l'angle n'est que lé gèrement plus petite que l'angle de repos, une force très faible est nécessaire pour obliger la couche de matière se trouvant sur le sup port, à descendre, et on a trouvé que si elle est soumise à une action interne appropriée, de préférence dans sa partie la plus basse, la couche se déplacera comme un tout, même lorsque l'action interne n'est appliquée qu'à quelques endroits seulement dans la couche.
La raison de ceci est que le frottement entre les grains ou particules composant la couche est plus grand que le frottement entre la cou che considérée comme un tout et le support incliné, de telle sorte que l'action interne peut vaincre ce dernier frottement, mais pas le premier. Si le gaz s'écoule en premier lieu à travers le support et ensuite à travers la ma tière, le support doit être incliné selon un angle plus faible que si le gaz s'écoule dans la direction opposée.
Comme la couche se déplace uniformé ment comme un tout, le traitement par le gaz est uniforme et effectif. De plus, il ne se dé veloppe pas de poussière, lorsque la matière descend sur le support, par opposition aux procédés dans lesquels les parties de la couche se déplacent les unes par rapport aux autres en donnant un dégagement considé- rable de poussière.
L'absence de poussière est particulièrement important dans le cas du refroidissement de klinkers de ciment ou d'autres matières analogues sortant à l'état chaud d'un four rotatif ou d'autres fours de systèmes différents.
Le procédé de l'inven tion peut, par conséquent, être appliqué d'une manière particulièrement avantageuse au re- froidissement de telles matières, et le gaz qui est employé pour le refroidissement et qui, par conséquent, est chauffé, peut être utilisé comme air secondaire pour le chauf fage du four.
Ledit procédé peut également être utilisé avantageusement dans la fabri cation du ciment, par exemple pour le chauf fage préalable de la matière brute envoyée à un four, au moyen des gaz chauds provenant du four, ou pour le vieillissement artificiel du ciment.
L'installation pour la mise en #uvre du procédé de l'invention comporte donc un sup port perméable au gaz, destiné à recevoir une couche de la matière à traiter et à être traversé transversalement par le gaz de trai tement.
Cette installation est caractérisée en ce que ledit support est incliné et forme avec l'horizontale un angle plus petit que l'angle maximum sous lequel aucun déplacement ne se produit# sous l'influence de la pesanteur, entre morceaux de la matière et le support, et en ce que des moyens sont prévus pour agir dans la couche de matière, afin d'obli ger cette couche à se déplacer comme un tout en descendant sur le support,
sans qu'il se produise pratiquement de glissements locaux dans la couche.
Dans une forme d'exécution de l'installa tion utilisée pour le refroidissement de klin- kers de ciment ou d'une autre matière ana logue, le support peut être disposé immédia tement au-dessous de l'orifice de sortie du four.
La ligne de plus grande pente de ce support peut être disposée transversalement à l'axe du four, mais le support peut aussi être dans le prolongement du four lui-même, c'est-à-dire que la matière peut descendre sur le support incliné dans la même direction générale que celle selon laquelle elle descend dans le four ou dans la direction opposée.
Il est préférable d'exercer l'action interne à l'aide d'un organe mobile disposé parallè lement au support et espacé de celui-ci d'une distance au moins égale à la dimension des plus gros grains ou particules de la matière. Cet organe peut recevoir un mouvement de va-et-vient dans la couche et il aura évidem ment une forme telle que tout en appliquant les impulsions nécessaires à la couche pour l'obliger à descendre sur le support, il peut remonter à travers la couche sans provoquer de dérangement appréciable dans la couche.
On a trouvé que le résultat désiré peut être obtenu par un organe comprenant plusieurs barres disposées pour se déplacer longitudi nalement dans leur propre plan, parallèle ment à la direction de déplacement de la ma tière descendant sur le support.
Il est désirable d'empêcher la matière de tomber à travers le support incliné et, dans ce but, ce dernier peut présenter des ouver tures recouvertes, à travers lesquelles le gaz peut passer, la couverture des ouvertures empêchant la matière de tomber à travers les ouvertures, ou bien le support peut être une grille en escaliers, c'est-à-dire formée d'une série de plaques transversales parallèles, le bord inférieur de chaque plaque ou rangée de plaques recouvrant le bord supérieur de la plaque suivante ou rangée, mais en lais sant un étroit jour par lequel le gaz peut passer.
Deux formes d'exécution de l'installation que comprend l'invention sont représentées, à titre d'exemples,. au dessin annexé, dans le quel La fig. 1 est une coupe verticale axiale de la première forme d'exécution, cette vue montrant l'extrémité de déchargement d'un four rotatif, ainsi qu'un support fonctionnant comme refroidisseur.
La fig. 2 est une coupe selon la ligne 2-2 de la fig. 1.
La fig. 3 est le schéma d'un circuit élec trique pour la commande d'un moteur action nant les moyens agissant dans la couche.
La fig. 4 est une coupe à grande échelle selon la ligne 4-4 de la fig. 2.
La fig. 5 est une coupe selon la ligne 5-5 de la fig. 4.
La fig. 6 est une coupe verticale à tra vers l'extrémité de déchargement d'un four rotatif coopérant avec un support formant re froidisseur, cet ensemble constituant une se- coude forme d'exécution de l'installation. Dans cette forme d'exécution, l'axe du re froidisseur s'étend dans la même direction générale que l'axe du four au lieu de s'éten dre transversalement à cet axe, comme dans la fig. 1.
La fig. 7 est une coupe transversale ver ticale selon la ligne 7-7 de la fig. 6.
La fig. 8 est une coupe transversale ver ticale selon la ligne 8-8 de la fig. 6, et la fig. 9 est un plan d'une variante de la partie inférieure de quelques-unes des barres agissant dans la couche de matière et ayant un mouvement de va-et-vient au-dessus du support, ces barres ayant pour but de facili ter le mouvement de la partie la plus basse et la plus froide de la couche de matière.
En référence aux fig. 1 à 5, du ciment est cuit dans un four rotatif 1, présentant un revêtement réfractaire 2 et porté par des an neaux 3 et par des galets (non représentés), qui sont eux-mêmes supportés sur des fonda tions 4. Seule l'extrémité inférieure du four est représentée à la fig. 1.
Un support constituant refroidisseur est disposé transversalement à l'axe du four, au- dessous de l'extrémité de ce dernier, -et ces parties sont toutes enfermées dans une enve loppe présentant des parois 5, 6 et 13, les ouvertures nécessaires étant ménagées dans la paroi 6.
Le refroidisseur comprend une grille 7 fige inclinée, portée par des supports 8, 9 et 10. Cette grille consiste en une tôle présen tant plusieurs ouvertures 33 recouvertes cha cune par un capuchon 34 venu d'emboutis sage ou d'une autre manière de la tôle elle- même (fig. 5); la disposition des ouvertures et des capuchons est telle que de l'air peut passer à travers la grille sans que les clin- kers venant du four et descendant- sur la grille puissent passer à travers lesdites ou vertures.
Les clinhers quittent le four en pas sant par un anneau de sortie 18 et tombent sur une boîte 19 en une matière résistant au feu et supportée par la paroi 6 d'extrémité et par une paroi 20 en briques. La boîte 19 est perforée; de telle sorte que de l'air de refroidissement peut s'écouler à travers elle. A partir de la surface de cette boîte, les elinkers sont balayés pour être poussés sur la grille, par des palettes 2,1 figées à un sup port 22 qui fait corps avec le four.
Quel ques-unes seulement des palettes balayent la surface de la boîte 19, les autres répartis sent les clinkers en une couche uniforme sur toute la largeur de la grille 7, à son extré mité supérieure. L'inclinaison de la grille est telle que la couche de matière formée, comme on vient de le décrire, ne descendra pas sur la grille fige sous la seule influence de la pe santeur.
L'action interne par laquelle la couche est obligée de descendre est effectuée par une grille 11 mobile allant et venant; cette grille mobile est formée de barres pa rallèles à la ligne de plus grande pente de la grille 7, reliées entre elles par des tra verses lla et disposées dans un plan paral lèle à la grille 7.
La grille 11 est supportée par des barres 23 formant pendule, qui sont fixées à leur extrémité supérieure à la pa roi 13 de l'enveloppe et qui sont de dimen sions telles qu'elles peuvent plier légèrement pour permettre à la grille 11 d'aller et de ve nir comme un tout. Cette grille mobile 11 est mise en mouvement de va-et-vient par un disque à manivelle 14 auquel elle est reliée par une bielle 15 et des leviers 16 et 17, et ce disque 14 est mis en rotation par un moteur 32 (fig. 3).
Lorsque ce moteur tourne, la grille 11 va et vient, les barres se déplaçant longitudinalement dans leur propre plan, de telle sorte que la couche de matière se dé place comme un tout, parallèlement aux barres et en descendant sur la grille 7.
Pour obtenir ce résultat, la distance entre les deux grilles 7 et 11 doit être au moins égale à la dimension des plus grosses particules de clincker, car autrement les clinkers se coin- ceraient. De plus, on a trouvé qu'en pratique les barres qui forment la grille 11 ne doivent pas être espacées les unes des autres de plus de 120 mm lorsque l'on traite des elinkers de ciment, car autrement la couche ne se dé placerait pas comme un tout.
La course de la grille 11, c'est-à-dire la course de la mani velle du disque 14, doit être modifiée selon l'épaisseur de la couche. Ainsi, si la produc tion du four augmente, la couche deviendra plus épaisse et une course plus longue sera nécessaire.
Le refroidissement est effectué en faisant circuler de l'air à partir d'un espace 25 où il se trouve sous une pression légèrement supé rieure à la pression atmosphérique, à travers la grille 7 et la couche de matière. Cet air est chauffé par son passage à travers la ma tière et pénètre dans le four pour être utilisé comme air secondaire de combustion.
En plus du réglage de la course de la grille 11, on peut également faire varier la vitesse du mouvement de cette grille selon l'épaisseur de la couche de matière se trou vant sur la grille 7 et ceci peut commodément être exécuté automatiquement. Dans ce but, un indicateur 26 à palettes est prévu, la po sition de cet indicateur étant déterminée par l'épaisseur de la couche. L'indicateur est. fixé à une boîte 27 qui oscille lorsque l'indi cateur se déplace et qui contient des inter rupteurs à mercure 28a, 28b,<B>28e</B> et 28d (fig. 3).
Ces interrupteurs sont actionnés suc cessivement lorsque la boîte oseille et ils ser vent chacun à court-circuiter l'une des résis tances 29a, 29b, 29c et 29d du circuit du moteur 3,2. Une résistance 30 réglable à la main est prévue, de telle sorte que le moteur peut à l'origine être réglé à la vitesse désirée pour la production du four et la capacité du refroidisseur.
Le courant du moteur, qui est fourni par des conducteurs 31, passe à tra vers un nombre plus ou moins grand de ré sistances selon la position des interrupteurs 28a, 28b,<B>28e</B> et 28d, c'est-à-dire selon la po sition de l'indicateur 26. Dans la forme d'exécution représentée aux fig. 6, 7 et 8, l'axe du support formant refroidisseur s'étend dans la même direction générale que l'axe du four au lieu d'être dis posé transversalement à celui-ci. En d'autres termes, la matière descendra sur la grille in clinée dans la même direction générale que celle de déplacement dans le four.
Le refroi disseur fonctionne sur le même principe que celui précédemment décrit, mais il est de construction tant soit peu différente.
L'extrémité de décharge du four et le re- refroidisseur sont enfermés dans une enve loppe présentant des parois 3', 4' et 5'. La paroi 4' présente une ouverture pour une con duite A de combustible et pour une porte 39. La matière déchargée du four passe en pre mier lieu sur une grille dont les barreaux 40 sont creux et sont refroidis par de l'eau circulant à travers eux au moyen de con duites 41 et 42.
Les gros grumeaux de ma tière ne passeront pas entre les barreaux de la grille 40, mais rouleront le long de la grille jusqu'au voisinage de la porte 39 où ils pourront être retirés par cette porte. Les clinkers normeaux tomberont entre les bar reaux de la grille 40 et à travers un puits de refroidissement préalable ou d'éteignage, formé entre la paroi 5' de l'enveloppe, une paroi 43 en briques réfractaires et les parois latérales de l'enveloppe.
Au-dessous de la pa roi 43 en briques réfractaires se trouve une plaque 44 articulée, en une matière résistant à la chaleur. Un collecteur 45 coopère avec le bord inférieur de la plaque articulée 44 pour former une ouverture restreinte par la quelle les clinkers quittent le puits de refroi dissement préalable ou d'éteignage et par la quelle ils sont fournis sous forme d'une couche uniforme sur la grille inclinée du re froidisseur proprement dit. La plaque arti culée 44 est libre de s'effacer au cas où les clinkers auraient tendance à s'amonceler lorsqu'ils passent par l'ouverture restreinte sous le bord inférieur de la plaque.
Le puits de refroidissement ou d'éteignage est tra versé par des organes 46 de refroidissement préalable ou d'éteignage par de l'air, suppor tés par les parois 5' et 43 du puits. Ces. or ganes ont de préférence, en section transver sale, la forme indiquée à la fig. 7, de telle sorte que les clinkers s'accumuleront sur ces organes et des poches seront formées dans la matière sous ceux-ci.
De l'air est fourni par un distributeur 47 (fig. 6), au moyen de conduits 48, à la partie inférieure des or ganes 46 et aux poches. qui se sont formées dans la matière sous ces organes. L'air ainsi fourni s'échappe partiellement par des trous qui peuvent être prévus dans la nervure ho rizontale des organes 46 et en partie autour des bords inférieurs desdits organes, en re froidissant préalablement ou en éteignant les clinkers chauds.
L'ouverture entre la plaque articulée 44 et le collecteur 45, ainsi que la disposition des organes 46, obligent les clinkers à former un tas dans le puits de refroidissement préa lable ou d'éteignage, comme indiqué par les traits interrompus B à la fig. 7, et à être ré partis uniformément sur toute la largeur de la grille inclinée. Si occasionnellement le four décharge plus de clinkers qu'il peut en être enlevé à travers le passage entre la pla que 44 et le collecteur 45, par l'organe allant et venant au-dessus de la grille inclinée,
la hauteur du tas de clinkers s'élèvera et l'excès de clinker sera déchargé par des .ouvertures 49 de trop-plein, ménagées dans la paroi transversale 43, en briques réfractaires. Des plaques articulées 50@ sont prévues de chaque côté du tas de clinkers pour empêcher les clinkers de se séparer en gradins, comme il arrive habituellement lorsqu'on laisse des clinkers s'empiler librement.
Le refroidisseur proprement dit comprend une grille 6' perméable aux gaz, qui peut être semblable à celle employée dans la forme d'exécution précédemment décrite. Cette grille 6' est montée sur des- supports 51 (fig. 8).
L'organe allant et venant fonction nant au-dessus de la grille comprend plu sieurs barres 18' s'étendant dans le sens de la longueur de la grille et parallèlement à celle-ci. Ces barres sont supportées à leurs extrémités supérieures par des bras 52 oscil lants et à leurs extrémités inférieures par des bras 53 oscillants. (fig. 6), qui sont supportés à leur tour respectivement par des arbres supérieur 54 et inférieur 55. Les arbres 54 et 55 reçoivent un mouvement d'oscillation au moyen de bras 56 et respectivement 57 qui sont actionnés à leur tour par des tiges 58.
Chaque tige 58 est mise en mouvement de va- et-vient par un mécanisme d'entraînement excentrique monté sur un arbre 59, dont la garniture d'excentrique 60 peut être réglée angulairement par un dispositif indiqué en 61 pour faire varier la course de la tige.
Chaque tige 58 est reliée de manière à pouvoir coulisser avec les bras correspon dants 56 et 57. Des colliers 62 et 63 sont fixés à la tige 58, de telle sorte que lorsque la tige 58 se déplace vers le bas, le collier supérieur 62 agira sur le bras 56 pour tirer les barres 18' vers le haut. La liaison à cou lissement entre l'extrémité inférieure de la tige 58 et le bras 57 empêche toute force de poussée ou de compression d'être appliquée aux extrémités inférieures des barres 18'.
Semblablement, lorsque la tige 58 se déplace vers le haut, le collier 63 déplace le bras 57 et abaisse les barres 18', tandis que la liaison coulissante entre l'extrémité supérieure de la tige 58 et le bras 56 empêche toute force de poussée d'être appliquée aux extrémités su périeures des barres 18'.
Ainsi les barres 18' sont constamment sous tension, parce que lorsqu'elles sont abaissées elles sont tirées à leur extrémité inférieure et lorsqu'elles sont soulevées elles sont tirées à leur extrémité su périeure. Elles ne sont jamais sollicitées par une force compressive qui aurait tendance à les faire plier ou céder.
Lorsque l'arbre 59 est mis en rotation, par exemple par un moteur électrique tel que celui représenté en 32 à la fig. 3, le dis positif excentrique fait aller et venir les tiges 58 et, grâce aux liaisons décrites ci-dessus, les barres 18' sont mises en mouvement de va-et-vient pour provoquer le mouvement de toute la couche de matière en descendant sur la grille inclinée de la manière précédemment décrite.
Si la couche de matière se trouvant sur la grille devient plus épaisse par suite d'une augmentation de la fourniture du four, le dispositif 61 peut être actionné pour régler la position angulaire de la garniture 60 de l'excentrique; ce qui ajuste la course des tiges 58 et par conséquent la longueur de la course des barres 18'. De l'air est fourni à l'enveloppe du re froidisseur au moyen d'un ventilateur 64.
La partie clair qui pàtÊe à travers la grille inclinée au-dessus d'uâo plaque 65 de chicane articuléb, prend tellement de chaleur des clin- kers, qu'elle est appropriée pour être utilisée pour la combustion dans le four. Grâce à la cloison 43, cet air ne vient pas en contact avec la matière chaude qui sort du four.
La partie de l'air qui passe à travers la partie inférieure relativement froide de la couche de clinkers, entre la chicane 65 et une deuxième chicane articulée 66, est évacuée par une conduite 67 d'évacuation verticale. La plaque de chicane 65 est articulée pour permettre des variations de l'épaisseur de la couche sur la grille inclinée et pour empê cher toute obturation au cas où des grumeaux de clinkers passeraient accidentellement entre les barreaux de la grille 40.
La plaque de chicane articulée 66 est d'une longueur telle qu'elle repose par son bord inférieur sur la couche de clinkers, formant ainsi une ferme ture pour l'air.
Les clinkers refoulés à l'extrémité infé rieure de la grille inclinée tombent dans un canal où ils sont déchargés sur un transpor teur 68 à godets qui les emmène à un em placement d'emmagasinage. Toutes les parti- cules fines de clinkem qui passent à travers la grille 6' tombent au fond de trémies 69 et 70 (fig. 8) et sont déchargées par des vis transporteuses 71,
dans le canal dans lequel fonctionne le transporteur 68 à godets.
On a trouvé que l'angle de repos du clin- ker de ciment froid est plus grand que l'angle de repos du clinker chaud. Lorsque la grille reçoit l'inclinaison correcte pour le refroidis sement de clinkers chauds, le mouvement de la couche de clinker à la partie inférieure de la grille peut avoir tendance à être plus faible qu'a la partie supérieure, du fait que le clinker près de la partie inférieure de la grille a été refroidi, ce qui lui donne un angle de repos plus grand. Pour compenser cet état.
de chose, les parties inférieures des barres 18' et 11 peuvent présenter des saillies de forme telle qu'elles augmentent l'efficacité des barres pour le déplacement des clinkers vers la partie inférieure de la grille, mais n'agis sent pas indûment sur la couche de clinker lorsque les barres remontent. Des saillies de ce genre sont représentées en 72 à la fig. 9.
Le nombre de ces saillies et la distance sur laquelle elles font saillie des barres, dépen dront entre autre de la valeur de l'action de compensation que l'on désire qu'elles exer cent et de l'endroit approximatif sur le dé placement des clinkers .où la température des clinkers s'est suffisamment modifiée pour avoir tendance à ralentir leur mouvement.
Process for treating granular and pulverulent materials with a gas, and installation for implementing this process. The present invention comprises a process for the treatment with a gas, of granular and pulverulent materials, according to which the gas is passed through a layer of the material, disposed on a gas permeable support. The invention further comprises an installation for the implementation of this process.
Said method can be used, for example, to heat the material, to cool it, or even to subject it to chemical modifications, such as, for example, the artificial aging of the cement by means of carbon dioxide.
In the known processes, it is customary to use a horizontal grid or another similar support on which the material moves while being moved, for example, by scrapers, or else to use a so-called mobile grid, c 'that is, a horizontal grid which moves itself. When scrapers or the like are employed in conjunction with a solid grid, the material layer is extremely uneven and as a result the processing is not uniform. In addition, the use of a movable grid is often inconvenient for various reasons.
The method according to the present invention is characterized in that the layer of material is lowered onto the support, which is inclined and forms with the horizontal an angle smaller than the maximum angle at which no displacement occurs between breaking up of the material and the support, under the influence of gravity, acting internally in said layer, so that it moves as a whole and without practically occurring local slips in it .
In the description which follows, the term "angle of repose" will be used as the maximum angle under which a mass of material will remain stationary on the inclined support, without any grain or particle of the material moving by. relative to the other grains or particles of the mass, or without the whole mass moving relative to the support under the influence of gravity.
The angle at which the support is placed is important, because if the support is placed at an angle such that the material tends to descend on it, sliding under the influence of gravity, the movement is irregular and this results in non-uniform processing. However, if the angle is only slightly smaller than the angle of repose, very little force is required to force the layer of material on the support to descend, and it has been found that if it is is subjected to a suitable internal action, preferably at its lowest part, the diaper will move as a whole, even when the internal action is applied only to a few places in the diaper.
The reason for this is that the friction between the grains or particles composing the layer is greater than the friction between the layer considered as a whole and the inclined support, so that the internal action can overcome this last friction, but not the first. If the gas flows first through the carrier and then through the material, the carrier should be tilted at a smaller angle than if the gas is flowing in the opposite direction.
As the layer moves uniformly as a whole, the gas treatment is uniform and effective. In addition, no dust develops as the material descends onto the support, as opposed to methods in which the parts of the layer move relative to each other giving considerable dust development.
The absence of dust is particularly important in the case of cooling cement klinkers or other similar materials coming out in a hot state from a rotary kiln or other kilns of different systems.
The process of the invention can therefore be applied in a particularly advantageous manner to the cooling of such materials, and the gas which is employed for the cooling and which, therefore, is heated, can be used as the cooling gas. secondary air for heating the furnace.
Said process can also be used advantageously in the manufacture of cement, for example for the preliminary heating of the raw material sent to a furnace, by means of the hot gases coming from the furnace, or for the artificial aging of the cement.
The installation for implementing the method of the invention therefore comprises a support permeable to gas, intended to receive a layer of the material to be treated and to be traversed transversely by the treatment gas.
This installation is characterized in that said support is inclined and forms with the horizontal an angle smaller than the maximum angle under which no displacement occurs # under the influence of gravity, between pieces of the material and the support , and in that means are provided to act in the layer of material, in order to oblige this layer to move as a whole while descending on the support,
without practically occurring local slips in the layer.
In one embodiment of the plant used for cooling klinkers of cement or the like, the support may be disposed immediately below the outlet of the furnace.
The line of greatest slope of this support can be arranged transversely to the axis of the furnace, but the support can also be in the extension of the furnace itself, that is to say that the material can descend on the support tilted in the same general direction as it descends into the oven or in the opposite direction.
It is preferable to exert the internal action using a movable member disposed parallel to the support and spaced therefrom by a distance at least equal to the dimension of the largest grains or particles of the material. This member can receive a back and forth movement in the diaper and it will obviously have a shape such that while applying the necessary impulses to the diaper to force it to descend on the support, it can go up through the diaper. without causing appreciable disturbance in the diaper.
It has been found that the desired result can be obtained by a member comprising several bars arranged to move longitudinally in their own plane, parallel to the direction of movement of the material descending on the support.
It is desirable to prevent the material from falling through the inclined support and, for this purpose, the latter may have covered openings, through which gas can pass, the covering of the openings preventing the material from falling through the openings. openings, or the support may be a stepped grid, i.e. formed of a series of parallel transverse plates, the lower edge of each plate or row of plates covering the upper edge of the next plate or row , but leaving a narrow day through which gas can pass.
Two embodiments of the installation that the invention comprises are shown, by way of examples ,. in the accompanying drawing, in which FIG. 1 is an axial vertical section of the first embodiment, this view showing the unloading end of a rotary kiln, as well as a support functioning as a cooler.
Fig. 2 is a section taken along line 2-2 of FIG. 1.
Fig. 3 is the diagram of an electric circuit for controlling a motor actuating the means acting in the layer.
Fig. 4 is a section on a large scale taken along line 4-4 of FIG. 2.
Fig. 5 is a section taken along line 5-5 of FIG. 4.
Fig. 6 is a vertical section through the unloading end of a rotary kiln cooperating with a support forming a cooler, this assembly constituting a second embodiment of the installation. In this embodiment, the axis of the re-cooler extends in the same general direction as the axis of the oven instead of extending transversely to this axis, as in FIG. 1.
Fig. 7 is a vertical cross section taken along line 7-7 of FIG. 6.
Fig. 8 is a vertical cross section taken along line 8-8 of FIG. 6, and fig. 9 is a plan of a variation of the lower part of some of the bars acting in the layer of material and having a reciprocating movement above the support, these bars intended to facilitate the movement. of the lowest and coldest part of the material layer.
With reference to fig. 1 to 5, cement is fired in a rotary kiln 1, having a refractory lining 2 and carried by rings 3 and by rollers (not shown), which are themselves supported on foundations 4. Only the lower end of the oven is shown in fig. 1.
A support constituting a cooler is arranged transversely to the axis of the furnace, below the end of the latter, -and these parts are all enclosed in an envelope having walls 5, 6 and 13, the necessary openings being provided. in the wall 6.
The cooler comprises a fixed inclined grid 7, carried by supports 8, 9 and 10. This grid consists of a sheet having several openings 33 each covered by a cap 34 formed by deep drawing or in another way. the sheet itself (fig. 5); the arrangement of the openings and the caps is such that air can pass through the grid without the clinkers coming from the oven and descending on the grid being able to pass through said or openings.
The clinhers leave the oven through an outlet ring 18 and fall on a box 19 of a fire resistant material and supported by the end wall 6 and by a brick wall 20. Box 19 is perforated; so that cooling air can flow through it. From the surface of this box, the elinkers are swept to be pushed onto the grid, by pallets 2,1 fixed to a support 22 which is integral with the oven.
Only a few of the pallets sweep the surface of the box 19, the others spread out smells like clinkers in a uniform layer over the entire width of the grid 7, at its upper end. The inclination of the grid is such that the layer of material formed, as has just been described, will not descend onto the frozen grid under the sole influence of weight.
The internal action by which the layer is forced to descend is effected by a movable gate 11 coming and going; this movable grid is formed of bars parallel to the line of greatest slope of the grid 7, interconnected by cross bars 11a and arranged in a plane parallel to the grid 7.
The grid 11 is supported by bars 23 forming a pendulum, which are fixed at their upper end to the wall 13 of the casing and which are of such dimensions that they can bend slightly to allow the grid 11 to go. and to come as a whole. This mobile grid 11 is set in a reciprocating motion by a crank disc 14 to which it is connected by a connecting rod 15 and levers 16 and 17, and this disc 14 is rotated by a motor 32 (fig. 3).
When this motor is running, the grid 11 moves back and forth, the bars moving longitudinally in their own plane, so that the layer of material moves as a whole, parallel to the bars and down on the grid 7.
To obtain this result, the distance between the two grids 7 and 11 must be at least equal to the dimension of the largest particles of clincker, otherwise the clinkers would get stuck. In addition, it has been found that in practice the bars which form the grid 11 should not be spaced from each other by more than 120 mm when treating cement elinkers, as otherwise the layer would not move. as a whole.
The stroke of the grid 11, that is to say the stroke of the crank of the disc 14, must be modified according to the thickness of the layer. Thus, if the production of the furnace increases, the layer will become thicker and a longer stroke will be required.
The cooling is effected by circulating air from a space 25 where it is at a pressure slightly above atmospheric pressure, through the grid 7 and the layer of material. This air is heated as it passes through the material and enters the furnace to be used as secondary combustion air.
In addition to adjusting the stroke of the grid 11, the speed of movement of this grid can also be varied according to the thickness of the layer of material opening on the grid 7 and this can conveniently be performed automatically. For this purpose, an indicator 26 with paddles is provided, the position of this indicator being determined by the thickness of the layer. The indicator is. attached to a box 27 which oscillates when the indicator moves and which contains mercury switches 28a, 28b, <B> 28e </B> and 28d (fig. 3).
These switches are actuated successively when the sorrel box and they each serve to short-circuit one of the resistors 29a, 29b, 29c and 29d of the motor circuit 3.2. A manually adjustable resistor is provided so that the motor can initially be set to the desired speed for furnace output and cooler capacity.
The motor current, which is supplied by conductors 31, passes through a greater or lesser number of resistors depending on the position of the switches 28a, 28b, <B> 28e </B> and 28d, that is - that is to say according to the position of the indicator 26. In the embodiment shown in FIGS. 6, 7 and 8, the axis of the support forming the cooler extends in the same general direction as the axis of the furnace instead of being arranged transversely to the latter. In other words, the material will descend on the inclined grid in the same general direction as that of movement in the oven.
The cooler operates on the same principle as that previously described, but it is of somewhat different construction.
The discharge end of the furnace and the cooler are enclosed in a casing having walls 3 ', 4' and 5 '. The wall 4 'has an opening for a fuel pipe A and for a door 39. The material discharged from the furnace passes firstly over a grid whose bars 40 are hollow and are cooled by water flowing through. them by means of conduits 41 and 42.
The large lumps of material will not pass between the bars of the grid 40, but will roll along the grid to the vicinity of the door 39 where they can be withdrawn by this door. The normal clinkers will fall between the bars of the grid 40 and through a pre-cooling or extinguishing well, formed between the wall 5 'of the casing, a wall 43 of refractory bricks and the side walls of the casing. .
Below the pa king 43 made of refractory bricks is an articulated plate 44, made of a heat-resistant material. A collector 45 cooperates with the lower edge of the hinged plate 44 to form a restricted opening through which the clinkers leave the pre-cooling or quenching well and through which they are supplied in the form of a uniform layer over the surface. inclined grille of the re-cooler itself. The articulated plate 44 is free to erase in the event that the clinkers tend to pile up as they pass through the restricted opening under the lower edge of the plate.
The cooling or extinguishing well is traversed by members 46 for pre-cooling or for extinguishing by air, supported by the walls 5 'and 43 of the well. These. or ganes preferably have, in cross section, the shape shown in FIG. 7, so that clinkers will accumulate on these organs and pockets will be formed in the material beneath them.
Air is supplied by a distributor 47 (Fig. 6), by means of conduits 48, to the lower part of the organs 46 and to the pockets. which formed in the matter under these organs. The air thus supplied escapes partially through holes which can be provided in the horizontal rib of the members 46 and partly around the lower edges of said members, by pre-cooling or by extinguishing the hot clinkers.
The opening between the articulated plate 44 and the collector 45, as well as the arrangement of the members 46, force the clinkers to form a pile in the pre-cooling or extinguishing well, as indicated by the dotted lines B in fig. . 7, and to be distributed evenly over the entire width of the inclined grid. If occasionally the furnace discharges more clinkers than can be removed from it through the passage between plate 44 and collector 45, by the member going and coming above the inclined grate,
the height of the heap of clinkers will rise and the excess clinker will be discharged through overflow openings 49, made in the transverse wall 43, of refractory bricks. Hinged plates 50 @ are provided on each side of the clinker pile to prevent the clinkers from separating into steps, as usually happens when clinkers are allowed to stack freely.
The cooler itself comprises a gas permeable grid 6 ', which may be similar to that employed in the embodiment previously described. This grid 6 'is mounted on supports 51 (FIG. 8).
The coming and going member functioning above the grid comprises several bars 18 'extending in the direction of the length of the grid and parallel to the latter. These bars are supported at their upper ends by oscillating arms 52 and at their lower ends by oscillating arms 53. (Fig. 6), which are supported in turn respectively by upper 54 and lower 55 shafts. Shafts 54 and 55 receive an oscillating movement by means of arms 56 and 57 respectively which are actuated in turn by rods. 58.
Each rod 58 is moved back and forth by an eccentric drive mechanism mounted on a shaft 59, the eccentric packing 60 of which can be angularly adjusted by a device indicated at 61 to vary the stroke of the shaft. rod.
Each rod 58 is slidably connected with the corresponding arms 56 and 57. Collars 62 and 63 are attached to the rod 58, so that when the rod 58 moves downwards, the upper collar 62 will act. on the arm 56 to pull the bars 18 'upwards. The sliding connection between the lower end of the rod 58 and the arm 57 prevents any pushing or compressive force from being applied to the lower ends of the bars 18 '.
Likewise, as rod 58 moves up, collar 63 moves arm 57 and lowers bars 18 ', while the sliding connection between the upper end of rod 58 and arm 56 prevents any pushing force from occurring. 'be applied to the upper ends of the bars 18'.
Thus the bars 18 'are constantly under tension, because when they are lowered they are pulled at their lower end and when they are raised they are pulled at their upper end. They are never solicited by a compressive force which would tend to make them bend or give way.
When the shaft 59 is rotated, for example by an electric motor such as that shown at 32 in FIG. 3, the eccentric positive device causes the rods 58 to come and go and, thanks to the connections described above, the bars 18 'are set in a reciprocating motion to cause the movement of the entire layer of material downward. the inclined grid in the manner previously described.
If the layer of material on the grate becomes thicker as a result of an increase in furnace supply, device 61 can be operated to adjust the angular position of eccentric liner 60; which adjusts the stroke of the rods 58 and therefore the length of the stroke of the bars 18 '. Air is supplied to the casing of the cooler by means of a fan 64.
The clear part which passes through the slanted grate above the hinged baffle plate 65 takes so much heat from the clinchers that it is suitable for use for combustion in the furnace. Thanks to the partition 43, this air does not come into contact with the hot material which comes out of the oven.
The part of the air which passes through the relatively cool lower part of the layer of clinkers, between the baffle 65 and a second hinged baffle 66, is discharged by a vertical discharge pipe 67. The baffle plate 65 is hinged to allow variations in the thickness of the layer on the inclined grid and to prevent any plugging in the event that clinker lumps accidentally pass between the bars of the grid 40.
The hinged baffle plate 66 is of such a length that it rests at its lower edge on the layer of clinkers, thus forming a seal for the air.
Clinkers discharged from the lower end of the inclined grate fall into a channel where they are unloaded onto a bucket conveyor 68 which takes them to a storage location. All the fine particles of clinkem which pass through the grid 6 'fall to the bottom of hoppers 69 and 70 (fig. 8) and are discharged by conveyor screws 71,
in the channel in which the bucket conveyor 68 operates.
It has been found that the angle of repose of cold cement clinker is greater than the angle of repose of hot clinker. When the grate is given the correct inclination for cooling hot clinkers, the movement of the clinker layer at the bottom of the grate may tend to be lower than at the top, because the clinker near of the lower part of the grid has been cooled, which gives it a greater angle of repose. To compensate for this state.
As a matter of fact, the lower parts of the bars 18 'and 11 may have protrusions shaped such as to increase the efficiency of the bars for moving the clinkers towards the lower part of the grate, but do not act unduly on the grid. layer of clinker when the bars go up. Protrusions of this kind are shown at 72 in FIG. 9.
The number of these protrusions and the distance over which they protrude from the bars, will depend, among other things, on the value of the compensating action that it is desired that they exert and on the approximate location on the displacement of the bars. clinkers. where the temperature of the clinkers has changed sufficiently to tend to slow their movement.