FR1465102A - Procédé et dispositif pour le traitement thermique de matières solides - Google Patents

Description

Procédé et dispositif pour le traitement thermique de matières solides.
La présente invention concerne un procédé de traitement thermique de matières solides, particulièrement approprié au chauffage et à la cuisson de boulettes de minerais de fer, dénommées couramment pellets .
Il est connu de chauffer des matières solides et notamment des pellets de minerais de fer dans un four tournant en y introduisant par une extrémité, les matières à chauffer, en faisant tourner ledit four autour de son axe longitudinal dont l'inclinaison par rapport à l'horizontal permet la progression des matières vers l'extrémité opposée du four par où on introduit des gaz chauds, la circulation desdits gaz chauds dans le four s'effectuant en sens inverse de celui des matières.
Dans le cas de la pelletisation des minerais de fer, le four de chauffage est généralement précédé d'une grille sur laquelle on fait circuler les pellets dans le but d'obtenir des pellets crus, qui à la sortie de la grille, sont directement introduits dans ledit four de chauffage en vue de leur cuisson, dans le but de leur conférer les propriétés de résistance voulues.
De tels procédés connus généralement sous le nom de procédés à fours à grille, donnent de bons résultats mais ils présentent l'inconvénient d'une utilisation incomplète de la chaleur des gaz destinés à la cuisson des pellets crus. Un second inconvénient résulte de la nécessité de disposer de deux installations distinctes pour le four et pour la grille pour la mise en u̇vre de ces procédés.
La présente invention a pour objet un procédé permettant de remédier à ces inconvénients.
Le procédé objet de la présente invention, dans lequel on réalise le chauffage de matière dans un four rotatif dont l'axe longitudinal est incliné sur l'horizontal, est essentiellement caractérisé par ce que l'on introduit les matières par l'extrémité surélevée du four sur une surface s'étendant à l'intérieur du four sur toute sa longueur et séparant le volume de ce four en deux parties superposées, ladite surface étant perméable au gaz sur au moins une partie de sa longueur, et on fait osciller le four autour de son axe longitudinal dans le but d'assurer le cheminement des matières sur ladite surface de séparation du four depuis l'extrémité surélevée dudit four jusqu'à l'extrémité opposée,on introduit des gaz sensiblement froids par en dessous de ladite surface de cheminement des matières du côté de l'extrémité par où sortent les matières traitées, on fait passer lesdits gaz de la partie inférieure du four à la partie supérieure à travers le lit de matières qui, de ce fait, sont refroidies peu avant leur sortie du four, et on assure une élévation suffisante de la température de ces gaz dans la partie supérieure du four au-dessus du lit de matières qui, de ce fait, sont soumises à un véritable traitement de cuisson,on fait repasser au moins une fois les gaz chauds à travers le lit de matières du côté de l'extrémité du four par où entrent les matières à traiter qui de ce fait sont soumises à un premier traitement de séchage et de calcination peu après leur entrée dans le four et sur une certaine longueur de leur parcours en direction de l'extrémité opposée et on recueille les gaz ainsi refroidis et éventuellement les poussières par en dessous de la surface de cheminement des matières du côté de l'extrémité du four par où entrent les matières à traiter.
Suivant une première modalité avantageuse du procédé de l'invention, on assure une élévation suffisante de la température des gaz dans la partie supérieure du four au-dessus du lit de matières en aspirant d'abord ces gaz en dehors du four et en les réintroduisant ensuite sous forme d'alimentation en air comburant d'au moins un brûleur judicieusement placé dans la voûte

Claims (7)

du four et l'on fait passer au moins trois fois les gaz chauds à travers le lit de matières, la première et la troisième fois de haut en bas, la deuxième fois de bas en haut. Suivant une autre modalité opératoire avantageuse de l'invention, on divise en trois compartiments la partie du four située en dessous de la surface de cheminement des matières à traiter entre l'extrémité du four par où entrent lesdites matières et la zone de cuisson et on y effectue les opérations suivantes :

1. On crée une dépression dans le premier compartiment situé du .côté de la zone de cuisson pour entraîner hors du four les gaz accompagnés éventuellement de fines poussières;

2. Après récupération préalable des poussières éventuelles, on souffle lesdits gaz dans le deuxième compartiment, ce qui force les gaz à retraverser le lit de matières de bas en haut;

3. On crée une dépression dans le troisième compartiment adjacent à l'extrémité du four par où entrent les matières à traiter;

4. On entraîne définitivement les gaz hors du four pour les envoyer dans la cheminée après récupération des poussières entraînées par le passage desdits gaz à travers le lit de matières à traiter. Suivant les différentes modalités ci-dessus signalées, la majeure partie des gaz utilisés est avantageusement soit de l'air, soit du gaz réducteur. La présente invention s'étend également à un dispositif pour la mise en u̇vre du procédé décrit ci-dessus ou similaire. L'invention s'étend également aux caractéristi ques résultant de la description ci-après et des dessins joints ainsi qu'à leurs combinaisons possibles. La description se rapporte à un exemple représenté aux dessins dans lesquels : La figure 1 est une vue en coupe longitudinale; La figure 2 est une vue en coupe transversale. Le dispositif objet de la présente invention, comporte un four rotatif 1 dont l'axe longitudinal 2 est incliné d'un angle 3 sur l'horizontale, une surface 4 s'étendant à l'intérieur du four 1 sur toute sa longueur et séparant le volume de ce four en deux parties superposées 5 et 6, ladite surface étant composée de trois parties 7, 8 et 9 dont les deux parties extrêmes 7 et 9 sont des grilles de préférence métalliques perméables aux gaz et dont la partie médiane 8 est en matière réfractaire imperméable aux gaz, un appareil 10 destiné à l'insufflation de gaz froid sous pression dans le compartiment Il situé en dessous de la partie 7- de la surface 4 de cheminement des matières à traiter, un appareil 12 destiné à l'aspiration des gaz dans la partie 6 du four situé au-dessus de la surface 4, au moins un brûleur 13 situé dans la voûte du four 1 au-dessus de la partie médiane réfractaire 8 de la surface 4, un circuit 14 destiné à relier l'appareil 12 d'aspiration des gaz du brûleur 13 de façon à alimenter ce brûleur au moyen des gaz aspirés en guise d'air comburant, au moins trois compartiments 15,

16 et 17 situés en dessous de la partie 9 de la surface 4, un appareil 18 relié d'une part au compartiment 15 pour y créer une dépression et aspirer les gaz et d'autre part au compartiment 16 pour y réintroduire lesdits gaz sous pression, un appareil 19 relié d'une part au dernier compartiment 17 pour aspirer une dernière fois les gaz hors du four 1 et d'autre part, à une cheminée 20 d'évacuation desdits gaz, les compartiments 11, 15, 16 et 17 étant en outre munis de caissons 21, 22, 23 et 24 de récupération des poussières éventuelles et des moyens de roulement 25 destinés à assurer le mouvement d'oscillation du four 1. Suivant une modalité constructive avantageuse du dispositif de l'invention, la surface 4 sur laquelle cheminent les matières à traiter depuis leur entrée dans le four jusqu'à leur sortie présente une section transversale de forme concave dont la concavité est tournée vers le haut. Sur la figure 2, on peut voir la forme concave de la surface 4, la courbure de cette concavité n'étant représentée qu'à titre d'exemple non limitatif. Le mouvement d'oscillation du four 1 représenté par les flèches 26 et 27 est assuré au moyen des dispositifs de roulements 25 appropriés, la commande dudit mouvement n'étant pas représentée mais pouvant être réalisée au moyen de n'importe quel dispositif adéquat. Outre les avantages de simplification des installations et d'amélioration du bilan thermique des traitements de pelletisation, le procédé faisant l'objet de la présente invention permet de diminuer la longueur du four et d'augmenter la vitesse de pelletisation, ce qui se traduit naturellement par une augmentation de la capacité de production et une diminution du prix de revient. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. RÉSUMÉ L'invention s'étend notamment aux caractéristiques ci-après et à leurs diverses combinaisons possibles :

1. Procédé pour le traitement thermique de matières solides dans un four rotatif dont l'axe longitudinal est incliné sur l'horizontale, procédé caractérisé par ce que l'on introduit les matières par l'extrémité surélevée du four sur une surface qui s'étend à l'intérieur du four sur toute sa longueur, séparant le volume de ce four en deux parties superposées, et qui est perméable au gaz sur au moins une partie de sa longueur, et on fait osciller le four autour de son axe longitudinal dans le but d'assurer le cheminement des matières sur ladite surface de séparation du four de l'extrémité surélevée dudit four jusqu'à l'extrémité opposée, on introduit des gaz sensiblement froids par en dessous de la surface de cheminement des matières du côté de l'extrémité par où sortent les matières traitées, et on fait passer lesdits gaz de la partie inférieure du four à la partie supérieure à travers le lit de matières qui de ce fait sont refroidies peu avant leur sortie du four, et on assure une élévation suffisante de la température de ces gaz dans la partie supérieure du four au-dessus du lit de matières qui de ce fait sont soumises à un véritable traitement de cuisson, tandis que l'on fait repasser au moins une fois les gaz chauds à travers le lit de matières du côté de l'extrémité du four par où entrent les matières à traiter qui de ce fait sont soumises à un premier traitement de séchage et de calcination peu après leur entrée dans le four et sur une certaine longueur de leur parcours en direction de l'extrémité opposée, on recueille les gaz ainsi refroidis et éventuellement les poussières par en dessous de la surface de cheminement des matières du côté de l'extrémité du four par où entrent les matières à traiter;

2. On assure une élévation suffisante de la température des gaz dans la partie supérieure du four au-dessus du lit de matières en aspirant d'abord ces gaz en dehors du four et en les réintroduisant ensuite sous forme d'alimentation en air comburant d'au moins un brûleur judicieusement placé dans la voûte du four et on fait repasser au moins trois fois les gaz chauds à travers le lit de matières la première et la troisième fois de haut en bas, la deuxième fois de bas en haut;

3. On divise en trois compartiments la partie du four située en dessous de la surface de cheminement des matières à traiter entre l'extrémité du four par où entrent lesdites matières et la zone de cuisson, on crée une dépression dans le premier compartiment situé du côté de la zone de cuisson pour entraîner hors du four les gaz accompagnés éventuellement de fines poussières, on souffle lesdits gaz, après récupération préalable des poussières éventuelles, dans le deuxième compartiment ce qui force les gaz à retraverser le lit de matières de bas en haut on crée une dépression dans le troisième compartiment adjacent à l'extrémité du four par où entrent les matières à traiter et l'on entraîne définitivement les gaz hors du four pour les envoyer dans une cheminée après récupération des poussières éventuellement entraînées par le passage desdits gaz à travers le lit de matières à traiter ;

4. Les gaz sont en majeure partie composés d'air ou de réducteur;

5. Dispositif pour la mise en u̇vre du procédé ci-dessus ou similaire;

6. Le dispositif comporte un four rotatif dont l'axe longitudinal est incliné d'un angle sur l'horizontale, une surface s'étendant à l'intérieur du four sur toute sa longueur et séparant le volume de ce four en deux parties superposées, ladite surface étant composée de trois parties dont les deux parties extrêmes sont des grilles de préférence métalliques perméables aux gaz et dont la partie médiane est en matière réfractaire imperméable aux gaz, un appareil destiné à l'insufflation de gaz froids sous pression dans le compartiment situé en dessous de la partie de la surface de cheminement des matières à traiter, un appareil destiné à l'aspiration des gaz dans la partie du four située au-dessus de la surface, au moins un brûleur situé dans la voûte du four au-dessus de la partie médiane réfractaire de la surface, un circuit destiné à relier l'appareil d'aspiration des gaz au brûleur de façon à alimenter ce brûleur au moyen des gaz aspirés en guise d'air comburant, trois compartiments situés en dessous de la partie de la surface, un appareil relié d'une part au compartiment pour y créer une dépression et aspirer les gaz et d'autre part au compartiment pour y réintroduire lesdits gaz sous pression, un appareil relié d'une part au dernier compartiment pour aspirer une dernière fois les gaz hors du four et d'autre part à une cheminée d'évacuation desdits gaz, les compartiments étant en outre munis de caissons de récupération des poussières éventuelles et des moyens de roulement destinés à assurer le mouvement d'oscillation du four;

7. La surface sur laquelle chemine les matières à traiter depuis leur entrée dans le four jusqu'à leur sortie présente une section transversale de forme concave dont la concavité est tournée vers le haut.