FR2585348A1 - Procede et dispositif pour la fabrication de perles de verre - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN DISPOSITIF POUR LA FABRICATION DE PERLES DE VERRE DANS LESQUELLES DE LA MATIERE PREMIERE EST TRAITEE A LA FLAMME DANS UNE CHAMBRE DE COMBUSTION. LA MATIERE PREMIERE EST DISPERSEE DANS UN COURANT GAZEUX PORTEUR COMPRENANT UN MELANGE DE COMBUSTIBLE GAZEUX ET D'OXYGENE. LE COURANT PORTEUR ALIMENTE LA FLAMME 26 A L'INTERIEUR DE LA CHAMBRE DE COMBUSTION 20. DU GAZ NON COMBUSTIBLE EST ENVOYE DANS LA CHAMBRE DE COMBUSTION POUR FORMER UN FOURREAU GAZEUX QUI ENTOURE LA FLAMME. L'INVENTION S'APPLIQUE PARTICULIEREMENT A LA FABRICATION DE PERLES DE VERRE PLEINES ET DE PERLES DE VERRE CREUSES.

Description

1.

La présente invention concerne un procédé de fabri-

cation de perles de verre dans lequel de la matière première est traitée à la flamme dans une chambre de combustion de manière à la chauffer et à la conformer en perles qui sont ensuite extraites de la dite chambre. L'invention concerne également un dispositif pour la fabrication de perles de verre comprenant une chambre de combustion, des moyens pour alimenter la dite chambre en combustible et en comburant de manière à générer une flamme et des moyens pour introduire

de la matière première dans la flamme de manière à la chauf-

fer et à la convertir en perles de verre et pour extraire

les perles formées de la chambre de combustion.

On connait différents procédés et dispositifs pour

la fabrication de perles de verre pleines et pour la fabri-

cation de perles de verre creuses.

Dans la fabrication de perles pleines par exemple, il est connu d'alimenter en matière première, constituée de

particules de verre broyé dispersées dans un courant por-

teur, une chambre de combustion o le courant de particules de verre est chauffé par une flamme de manière à sphéruliser le verre broyé. De manière similaire, pour la fabrication de perles cellulaires, il est connu d'alimenter en matière première granulée une chambre de combustion o les granules sont chauffés et convertis en perles de verre cellulaires par l'action de la flamme. Une telle matière première est souvent obtenue en séchant par pulvérisation une solution basée par exemple sur une solution aqueuse de silicate de sodium hydraté et contenant un agent de cellulation tel que

de l'urée.

La manière de chauffer la matière première a une

grande influence sur la qualité et le rendement de produc-

tion des perles de verre, particulièrement lorsque ces perles doivent être cellulaires, et également sur l'économie

du procédé. Un chauffage rapide est bénéfique pour la sphé-

rulisation et/ou pour la vitrification de la matière premi-

ère, et ceci nécessite un bon contact thermique entre la flamme et la matière première. Afin d'obtenir un produit de 2. qualité uniforme, il importe que les perles formées par le procédé soient traitées uniformément dans la chambre de combustion. Il importe également de réduire toute tendance de la matière particulaire à s'agglomérer et/ou à adhérer aux parois latérales de la chambre de combustion, ce qui peut être provoqué par un chauffage excessif pendant la

conversion de la matière première en perles.

Un des objets de la présente invention est de se

rapprocher de ces désidérata.

La présente invention fournit un procédé de fabri-

cation de perles de verre dans lequel de la matière première est traitée à la flamme dans une chambre de combustion de manière à la chauffer et à la conformer en perles qui sont ensuite extraites de la dite chambre, caractérisé en ce que, pour alimenter la chambre de combustion, la dite matière première est dispersée dans un courant gazeux porteur qui

est un mélange comprenant du combustible gazeux et de l'oxy-

gène et alimentant la flamme à l'intérieur de la chambre de combustion, et en ce que du gaz non combustible est envoyé dans la chambre de combustion pour maintenir un courant qui s'écoule le long du parcours de la flamme et autour de

celle-ci de manière à former un fourreau gazeux.

La combinaison de caractéristiques offertes par la présente invention favorise un traitement thermique uniforme

et approprié de la matière première pour améliorer le rende-

ment de production de perles de haute qualité. En raison de la manière dont la matière première et les gaz alimentent la

chambre de combustion, chaque ébauche de perle est entiè-

rement enveloppée par une flamme stable de sorte qu'elle est chauffée rapidement à l'intérieur du fourreau gazeux qui

l'entoure. Ce dernier confère un complément d'énergie ciné-

tique à la matière première et aux perles pour acheminer les perles hors de la chambre de combustion en vue de leur collecte tout en permettant en même temps aux perles d'être maintenues dans un état suffisamment dispersé pour éviter substantiellement leur agglomération ou leur adhérence aux parois de la chambre de combustion. Un autre avantage très 3. important lors de l'adoption du procédé selon la présente invention réside dans le fait qu'on a trouvé que les parois latérales de la chambre de combustion sont plus froides qu'elles ne le seraient autrement dans un procédé efficace de formation de perles. Ceci confère des avantages au point de vue de l'économie de chaleur et tend en outre & prolonger

la durée de vie de la chambre de combustion.

Dans les formes préférées de réalisation de l'in-

vention, le fourreau gazeux est formé en envoyant de l'air dans la chambre de combustion. Ceci confère des avantages au point de vue de l'économie et de la commodité, tout en fournissant un degré avantageux d'amortissement en raison de la présence d'azote. Un tel fourreau gazeux peut fournir une protection très efficace contre l'impact de la matière vitreuse ou vitrifiée sur les parois latérales de la chambre de combustion. De plus, le complément d'oxygène fourni en tant que constituant de cet air favorise la combustion

complète du combustible gazeux et ainsi contribue à l'6cono-

mie de combustible. Pour une raison similaire, on préfère

que le gaz non combustible comprenne de 1'oxygène supplémen-

taire qui maintient un excès d'oxygène à l'intérieur de la chambre de combustion supérieur à celui requis pour' la

combustion complète du combustible.

Les avantages offerts par la présente invention sont accrus si, ainsi qu'on le préfère, le fourreau gazeux est alimenté avec au moins trois fois la quantité d'air

nécessaire à la combustion complète du combustible.

Outre les problèmes de l'agglomération des perles et de leur adhérence aux parois de la chambre de combustion, certains autres problèmes surviennent si le chauffage est excessif, spécialement dans le cas de perles cellulaires. Si des perles cellulaires sont chauffées trop fortement, les parois des cellules ramollissent à un point tel qu'elles tendent e s'affaisser et il en résulte un rendement faible

en perles bien conformées.

Il est dès lors souhaitable de limiter la tempéra-

ture à laquelle les perles seront chauffées par la flamme 4. dans la chambre de combustion. Il est connu d'ajuster la température d'une flamme de trois manières, mais chacune présente ses propres inconvénients pour leur utilisation

dans un procédé tel que celui de la présente invention.

D'abord, la température d'une flamme peut être ajustée par le choix convenable du combustible. Cependant, en pratique, des considérations économiques dictent en général que le combustible utilisé doit être celui de la distribution publique locale de gaz, c'est-à-dire du gaz de ville ou, plus régulièrement, du gaz naturel. On peut évidemment utiliser d'autres combustibles, mais ceci tend à augmenter les coûts de production de façon disproportionnée. Lorsqu'on utilise un combustible donné, la température de la flamme peut être ajustée en alimentant la flamme avec un excès de combustible ou avec un excès d'air. Si on fournit un excès de combustible, la flamme générée sera fortement réductrice parce qu'il y a carence d'oxygène pour une combustion complète. Il en résulte que lorsqu'un procédé tel que celui

de la présente invention est mis en oeuvre dans ces condi-

tions, les perles produites tendent à être noires. Ceci présente une limitation sérieuse à leur utilité. Si d'autre part on fournit un excès suffisant d'air pour limiter la température de la flamme, la flamme ne restera pas stable,

ce qui conduit à un traitement non uniforme des perles.

L'emploi d'un excès d'air est défavorable & la combustion complète du combustible et peut réduire de manière trop

importante la vitesse de propagation de la flamme. La ten-

dance de la flamme à s'étouffer est accrue lorsqu'une mati-

ère plus ou moins divisée est dispersée à l'intérieur de la flamme ainsi que cela doit évidemment être dans la mise en

oeuvre d'un procédé du type ci-dessus. En résumé, des pro-

cédés connus précédemment ne sont pas satisfaisants.

L'adoption de certaines formes préférées de réali-

sation de l'invention permet de surmonter ces problèmes, quel que soit le pouvoir calorifique du combustible gazeux utilisé. Dans certaines formes préférées de réalisation de 5. l'invention, le combustible gazeux a un pouvoir calorifique d'au moins 25000kJ/Nm3. On peut utiliser par exemple du gaz

naturel ayant un pouvoir calorifique d'environ 33000kJ/Nm3.

On a trouvé que l'utilisation d'un tel combustible mélangé avec de l'oxygène dans un courant de gaz porteur qui est

entouré d'un fourreau gazeux amenant à la chambre de combus-

tion un excès supplémentaire d'oxygène, spécialement lors-

qu'un grand excès d'air est amené à la chambre de combus-

tion, a un effet favorable en abaissant la température de la

flamme et en allongeant la flamme. Ceci favorise un rende-

ment élevé en perles traitées uniformément bien conformées sans risque substantiel d'étouffer la flamme ou de noircir

les perles.

Dans de telles formes de réalisation, on préfère que le courant porteur soit un mélange enrichi. Ceci réduit également tout risque d'étouffement de la flamme. Il est spécialement avantageux que le courant porteur comprenne de l'oxygène dans une proportion comprise entre un quart et trois quarts de la quantité nécessaire à la combustion

complète du combustible, et de préférence dans une propor-

tion comprise entre un tiers et deux tiers de la quantité

nécessaire à la combustion complète du combustible. L'inclu-

sion de telles proportions d'oxygène dans le courant porteur

favorise la stabilité de la flamme et les conditions avanta-

geuses de combustion. A titre d'exemple, il faut pour la combustion complète du gaz naturel (qui peut être considéré comme du méthane) un peu moins que deux fois son propre volume d'oxygène ou dix fois son propre volume d'air. On a trouvé qu'il convient d'alimenter le courant porteur dans la proportion d'un volume de gaz naturel pour cinq volumes d'air, c'est-à-dire la moitié de la quantité requise pour la

combustion complète.

Dans d'autres formes préférées de réalisation de l'invention, le combustible gazeux a un pouvoir calorifique qui n'est pas supérieure & 21000kJ/Nm3. On peut utiliser par exemple du gaz de ville. L'adoption de cette caractéristique donne également de très bons résultats dans un procédé selon 6. l'invention. Lorsqu'on utilise un gaz ayant un tel pouvoir calorifique faible, on préfère spécialement prendre des mesures pour accroître le temps de séjour à température élevée des ébauches de perles. Il est dès lors avantageux d'utiliser des formes de réalisation de l'invention dans

lesquelles plusieurs courants gazeux comprenant du combus-

tible gazeux et de l'oxygène sont envoyés dans la chambre de combustion dans au moins une zone sur la longueur de la flamme de manière à ce qu'ils convergent et coupent la trajectoire de la flamme. De préférence, il y a au moins trois courants gazeux convergents dans une telle zone, de

manière à favoriser l'uniformité de traitement. Avantageu-

sement, il y a au moins deux zones dans lesquelles des courants gazeux convergents sont envoyés dans la chambre de combustion, de façon à accroître encore le temps de séjour à haute température et, avantageusement, la ou au moins une telle zone est espacée du pied de la flamme d'au moins un

tiers de la longueur de la chambre de combustion.

On préfère que ces courants gazeux convergents

comprennent du combustible et de l'oxygène dans une propor-

tion suffisante pour la combustion complète de ce combus-

tible. Ceci favorise la formation de flammes convergentes relativement dures en aidant ainsi à concentrer la chaleur

dans la zone de tels courants gazeux convergents afin d'ob-

tenir la température requise pour une bonne formation de

perles lorsqu'on utilise un gaz à faible pouvoir calori-

fique. On préfère spécialement que ces courants gazeux

convergents et le dit courant gazeux porteur soient ali-

mentés par substantiellement le même mélange gazeux.

Quel que soit le combustible utilisé dans la mise

en oeuvre du procédé de l'invention, il est fortement sou-

haitable que le courant gazeux porteur contienne de la matière première bien dispersée dans un mélange intime de gaz combustible et comburant afin de favoriser l'uniformité

du traitement'de la matière première. A cette fin, on pré-

7. fère particulièrement qu'un premier composant du courant porteur qui entraîne la matière première soit propulsé le long d'un conduit menant à la chambre de combustion, qu'un second composant gazeux du dit courant soit introduit de force transversalement dans ce conduit au travers d'au moins un orifice dans sa paroi périphérique et que le courant gazeux porteur mélangé, dans lequel la matière première est entraînee, soit soumis à des forces favorisant davantage son

mélange intime avant d'atteindre la chambre de combustion.

Après avoir quitté la flamme, les perles de verre fraîchement formées traversent avantageusement une zone de refroidissement tandis qu'elles sont encore dispersées dans

un courant gazeux et avant leur collecte.

La présente invention fournit également un dispo-

sitif pour la fabrication de perles de verre comprenant une chambre de combustion, des moyens pour alimenter la dite chambre en combustible et en comburant de manière à générer une flamme et des moyens pour introduire de la matière première dans la flamme de manière à la chauffer et à la convertir en perles de verre et pour extraire les perles formées de la chambre de combustion. Selon l'invention, ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend un tube de brûleur pour alimenter la chambre de combustion avec la dite matière première entraînée de manière dispersée dans un courant porteur comprenant le combustible et le comburant, des moyens d'adduction entourant le dit tube de brûleur, et des moyens pour maintenir un courant de gaz non combustible s'écoulant dans ces moyens d'adduction vers la chambre de combustion dans la même direction que le courant de matière

éjecté du tube de brûleur, et de manière à former un four-

reau gazeux entourant ce courant de matière.

Un tel dispositif est spécialement approprié & son

utilisation dans la mise en oeuvre du procédé de l'inven-

tion. Lorsqu'il est utilisé de cette manière, le dispositif acquiert les avantages inhérants à l'utilisation de ce procédé, et en particulier, le dispositif a une durée de vie

utilement longue et des impératifs réduits pour la main-

8. tenance. De préférence, le dispositif comprend des moyens de soufflage pour maintenir un courant d'air s'écoulant au travers des moyens d'adduction. L'air est une source de gaz particulièrement bon marché pour former un tel fourreau gazeux, et il présente également l'avantage de fournir un complément d'oxygène à la chambre de combustion, ce qui est

avantageux pour la mise en oeuvre du procédé.

Avantageusement, le dispositif comprend plusieurs brûleurs auxiliaires dans au moins une zone de la longueur de la chambre de combustion pour diriger plusieurs courants gazeux comprenant du gaz combustible et de l'oxygène dans la chambre de combustion de manière à ce qu'ils convergent et coupent la trajectoire du courant de matière éjecté du tube de brûleur. L'utilisation de tels brûleurs auxiliaires a un effet bénéfique en augmentant la chaleur générée dans la chambre de combustion, et ceci a une importance particulière

lorsqu'on utilise un gaz ayant un pouvoir calorifique rela-

tivement faible tel que du gaz de ville.

Afin de favoriser l'uniformité du traitement, on préfère que le dispositif comprenne au moins trois brûleurs

auxiliaires dans cette zone.

Avantageusement, il comprend au moins deux zones de brûleurs auxiliaires le long de la chambre de combustion, de façon aussi à augmenter la chaleur qui peut être générée dans la chambre de combustion, et de préférence, la ou au moins une telle zone de brûleurs auxiliaires est espacée de l'extrémité du tube de brûleur d'au moins uq tiers de la

longueur de la chambre de combustion. Ceci favorise l'allon-

gement de la trajectoire de la flamme qui sera générée dans

la chambre de combustion et donc le temps de séjour à tempé-

rature élevée de la matière première et des ébauches de perles, en permettant ainsi d'utiliser des températures plus basses tout en obtenant les meilleurs résultats, ce qui à son tour contribue à l'allongement de la durée de vie du

dispositif et à sa maintenance réduite.

Avantageusement, les canalisations d'alimentation 9. du tube de brûleur comprennent un premier conduit pour acheminer un premier composant gazeux du courant porteur avec la matière première entraînée, et un second conduit pour introduire de force un second composant gazeux du dit courant porteur transversalement dans le premier conduit au travers d'un ou de plusieurs orifice(s) dans sa paroi et, ensuite transversalement dans le dit tube de brûleur

conjointement avec le premier composant et la matière pre-

mière entraînée.

Des formes préférées de réalisation de l'invention

seront maintenant décrites avec plus de détails en se réfé-

rant aux dessins schématiques annexés et à titre d'exemple spécifique. Dans les dessins annexés:

La figuree 1 est une vue en élévation, partiel-

lement en coupe d'un brûleur; La figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne II-II de la figure 1, et

La figure 3 est une vue schématique d'une instal-

lation de production de perles de verre arrondies.

Dans les figures 1 et 2, le brûleur, indiqué globa-

lement par la référence 1, comprend un tube de brûleur 2 se terminant par une tête de brûleur 3. Les canalisations alimentant la tête de brûleur 3 comprennent un premier conduit 4 se terminant par une volute 5 entourant le tube de brûleur 2 et communiquant avec l'intérieur de celui-ci via une ouverture 6 (figure 2). Cette ouverture est suffisamment

large pour ne pas entraver le passage des particules forma-

trices de perles entraînées dans un courant gazeux circulant dans le premier conduit 4 et à l'intérieur du tube de

brûleur 2.

Un second conduit 7 fournissant un second consti-

tuant gazeux se termine en une seconde volute 8 qui entoure

la première et communique avec celle-ci via plusieurs ori-

fices dont les positions dans la paroi périphérique externe de la première volute 5 sont indiquées en 9. On notera que

les volutes 5, 8 sont dirigées en sens opposés.

La base du tube de brûleur 2 est fermée par un 10.

couvercle 10.

Un collier 11 est fixé au tube brûleur 2 au-dessus du niveau des deux volutes 5, 8, pour y assujettir un tube de brûleur auxiliaire externe 12 se terminant en une tête de brûleur auxiliaire 13 pourvue de moyens auxilaires d'alimen- tation de gaz qui sont, dans cette forme de réalisation, identiques & ceux décrits ci-dessus, si ce n'est que la dimension des volutes est modifiée pour s'adapter au plus grand diamètre du tube de brûleur externe 12. Les parties des moyens auxiliaires d'alimentation de gaz sont indiquées par des chiffres de référence augmentés de dix unités par

rapport à ceux de l'adduction principale décrite ci-dessus.

En raison de l'injection transversale du second constituant gazeux dans le premier via les orifices 9, 19, les gaz sont déjà bien mélangés lorsqu'ils pénètrent dans les tubes de brûleurs 2, 12. En raison de la géométrie des

systèmes d'alimentation de gaz, un mouvement de tourbillon-

nement est imparti à ces mélanges lorsqu'ils s'écoulent le long des tubes de brûleur 2, 12 vers les têtes de brûleurs 3, 13, de sorte que chacun est mélangé intimement avant leur ignition. Parce que les orifices 9 sont disposées dans la paroi périphérique externe de la première volute principale , l'injection du second constituant gazeux tend également à agir sur les particules de matière formatrice de perles entraînées dans le premier constituant gazeux de manière à compenser au moins partiellement les forces centrifuges

agissant sur elles lorsqu'elles passent dans la volute.

Dans la figure 3, une chambre de combustion 20 possède un brûleur 1, tel que décrit en se référant aux figures 1 et 2, émergeant dans sa base 21. Le brûleur 1 est alimenté par la conduite 4 en matière première formatrice de perles de verre dispersée dans de l'air et par la conduite 7 en gaz combustible pour former un courant porteur comprenant du combustible et de l'air. L'air est véhiculé dans la conduite 4 par un ventilateur 22 et la matière première est injectée dans la conduite au départ d'une trémie 23. Un 11. second ventilateur 24, une seconde conduite d'alimentation

en air 14 et une seconde conduite d'alimentation en combus-

tible 17 fournissent un mélange combustible & la tête de

brûleur auxiliaire 13 (figure 1).

Dans la forme de réalisation illustrée, la base 21 de la chambre de combustion est ouverte de sorte que la chambre de combustion 20 aspire naturellement de l'air ambiant qui s'écoule vers le haut au travers du conduit d'adduction 25 délimité par le brûleur et les parois de la partie inférieure de la chambre de combustion 20. Dans une variante de forme de réalisation qui n'est pas représentée,

un troisième ventilateur fournit, via une conduite d'alimen-

tation, de l'air à la base 21 de la chambre de combustion 20. Cette conduite peut pénétrer tangentiellement dans la chambre de combustion en dessous du niveau de la tête 3 du

brûleur pour conférer un mouvement ascendant de tourbillon-

nement à l'air injecté à cet endroit, de sorte qu'il tend &

rester en contact avec la paroi de la chambre de combustion.

Dans chaque cas, un courant d'air entourera la flamme 26 provenant du brûleur 1 lorsqu'elle monte vers une portion

supérieure plus large qui constitue une zone de refroidis-

sement 27 au-dessus de la chambre de combustion 20 d'o les perles terminées peuvent être extraites via un conduit 28 pour tout traitement, triage ou entreposage ultérieur

souhaité.

A chacune de trois zones espacées l'une de l'autre le long de la chambre de combustion 20, plusieurs brûleurs

auxiliaires 29 dirigent plusieurs courants de gaz 30 compre-

nant du combustible gazeux et de l'oxygène dans la chambre de combustion de manière à ce qu'ils convergent et coupent le courant de matière éjecté par le brûleur 1 sous forme de flamme 26. Dans la disposition illustrée, il y a quatre brûleurs auxiliaires dans chaque zone, et les zones sont disposées au quart, à la moitié et aux trois quarts de la longueur de la chambre de combustion & partir de la tête 3

du brûleur 1.

De tels brûleurs auxilaires sont seulement facul-

12. tatifs, mais sont particulièrement intéressants lorsque le

gaz combustible utilisé a un pouvoir calorifique relati-

vement faible. Dans certaines formes de réalisation de l'invention, la zone la plus élevée de brûleurs auxiliaires est omise.

EXEMPLE I

On fait réagir une solution aqueuse d'acide borique avec de l'hydroxyde de sodium et on la mélange avec du

silicate de sodium hydraté pour donner une solution conte-

nant 35% en poids de soluté. On ajoute de l'urée en tant qu'agent de cellulation en une quantité d'environ 2% en poids de soluté, et cette solution de départ est ensuite séchée par pulvérisation d'une manière connue en soi, de façon & former une matière première granulée. Il convient de former des granules ayant une dimension comprise entre 40m et 60pm, en fonction du produit final souhaité. L'analyse de

la matière première sèche montre les proportions approxi-

matives suivantes en poids: SiO2 67,34% Na2O 25,51%

B203 7,05%

La matière première granulée formée de cette façon est acheminée vers le brûleur à raison de 150kg/heure dans un courant porteur de 250Nm3/heure de gaz naturel et de 1250Nm3/heure d'air, et on enflamme ce courant gazeux. Un courant d'air supplémentaire est amené à la base de la

chambre de combustion à raison de 12000Nm3/heure pour entou-

rer la flamme provenant du brûleur. La proportion de l'air fourni par le courant porteur est donc la moitié de celle

requise pour la combustion complète, tandis que celle four-

nie par le courant entourant la flamme est quasi dix fois cette quantité requise. On n'utilise pas dans cet exemple les brûleurs auxiliaires 29. Ce procédé procure un rendement

élevé en perles bien conformées. On a trouvé que la granulo-

métrie des perles ainsi formées est telle que toutes passent dans un tamis dont les mailles ont 250pm, plus de 75% en poids passe dans un tamis de 150pm, et environ 5% seulement 13. en poids passe dans un tamis de 51m. Environ 50% en poids

passe dans un tamis dont les mailles ont 100pm.

Dans une variante de cet exemple, on fabrique une

solution de départ ayant substantiellement la même compo-

sition en utilisant du borax au lieu d'acide borique.

EXEMPLE II

De la matière première granulée formée comme dans l'exemple I alimente le brûleur à raison de 150kg/heure dans un courant porteur de gaz de cokerie et d'air. Le gaz de cokerie alimente le brûleur à raison de 300Nm3/heure et l'air à raison de 600Nm3/heure, et on allume ce courant gazeux. Le gaz de cokerie utilisé a un pouvoir calorifique d'environ l9000kJ/Nm3 et une composition approximative en volume comme suit: CO 6,9%, H2 52,9%, CH4 29, 7%, matières éclairantes 0,8%, 02 0,8%, CO2 2,1% et N2 6,8%. De l'air est également fourni au conduit d'adduction 25 entourant la tête de brûleur à raison de 4000Nm3/heure afin de former un

fourreau d'air entourant la flamme 26 quittant le brûleur.

Deux groupes de quatre brûleurs auxiliaires 29 chacun sont

également alimentés en mélange combustible/air. 150Nm3/heure-

de gaz de cokerie et 200Nm3/heure d'air alimentent chacun des groupes de brûleurs auxiliaires. Le premier groupe de

brûleurs est disposé dans une zone située à 1 mètre au-

dessus de la tête du brûleur principal 3, 13, et le second

groupe dans une zone située 1 mètre au-dessus de la pre-

mière. Ce procédé donne également un rendement élevé en

perles bien conformées.

14.

Claims (20)

REVENDICATIONS

1. Procédé de fabrication de perles de verre dans lequel de la matière première est traitée à la flamme dans une chambre de combustion de manière à la chauffer et à la conformer en perles qui sont ensuite extraites de la dite chambre, caractérisé en ce que, pour alimenter la chambre de combustion, la dite matière première est dispersée dans un courant gazeux porteur qui est un mélange comprenant du combustible gazeux et de l'oxygène et alimentant la flamme à l'intérieur de la chambre de combustion, et en ce que du gaz non combustible est envoyé dans la chambre de combustion pour maintenir un courant qui s'écoule le long du parcours de la flamme et autour de celle-ci de manière à former un

fourreau gazeux.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fourreau gazeux est formé en envoyant de l'air

dans la chambre de combustion.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2,

caractérisé en ce que le gaz non combustible comprend de l'oxygène supplémentaire qui maintient un excès d'oxygène à l'intérieur de la chambre de combustion supérieur à celui nécessaire à la combustion complète du combustible, et de préférence un excès correspondant à au moins trois fois la quantité d'air nécessaire à la combustion complète du combustible.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le combustible gazeux a un pouvoir calorifique

d'au moins 25000kJ/Nm3.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé

en ce que le courant porteur est un mélange enrichi.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le courant porteur comprend de l'oxygène dans une proportion comprise entre un quart et trois quarts, et de - préférence entre un tiers et deux tiers, de la quantité

nécessaire à la combustion complète du combustible.

7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3,

caractérisé en ce que le combustible gazeux a un pouvoir 15.

calorifique qui n'est pas supérieure & 21000kJ/Nm3.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé

en ce que plusieurs courants gazeux comprenant du combus-

tible gazeux et de l'oxygène sont envoyés dans la chambre de combustion dans au moins une zone sur la longueur de la flamme de manière à ce qu'ils convergent et coupent la

trajectoire de la flamme.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il y a au moins trois courants gazeux convergents dans une telle zone et en ce qu'il y a au moins deux zones dans lesquelles des courants gazeux convergents sont envoyés

dans la chambre de combustion.

10. Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9,

caractérisé en ce que la ou au moins une telle zone est espacée du pied de la flamme d'au moins un tiers de la

longueur de la chambre de combustion.

11. Procédé selon l'une des revendications 8 & 10,

caractérisé en ce que ces courants gazeux convergents

comprennent du combustible et de l'oxygène dans une propor-

tion suffisante pour la combustion complète de ce combus-

tible.

12. Procédé selon l'une des revendications 8 à 11,

caractérisé en ce que ces courants gazeux convergents et le

dit courant gazeux porteur sont alimentés par substantiel-

lement le même mélange gazeux.

13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12,

caractérisé en ce qu'un premier composant du courant porteur qui entraîne la matière première est propulsé le long d'un

conduit menant à la chambre de combustion, un second compo-

sant gazeux du dit courant est introduit de force transver-

salement dans ce conduit au travers d'au moins un orifice dans sa paroi périphérique et le courant gazeux porteur mélangé, dans lequel la matière première est entraînée, est soumis à des forces favorisant davantage son mélange intime

avant d'atteindre la chambre de combustion.

14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13,

caractérisé en ce que, après avoir quitté la flamme, les 16. perles de verre fraîchement formées traversent une zone de refroidissement tandis qu'elles sont encore dispersées dans

un courant gazeux et avant leur collecte.

15. Dispositif pour la fabrication de perles de verre comprenant une chambre de combustion, des moyens pour alimenter la dite chambre en combustible et en comburant de manière à générer une flamme et des moyens pour introduire

de la matière première dans la flamme de manière à la chauf-

fer et à la convertir en perles de verre et pour extraire les perles formées de la chambre de combustion, caractérisé en ce qu'il comprend un tube de brûleur (2) pour alimenter la chambre de combustion (20) avec la dite matière première entraînée de manière dispersée dans un courant porteur

comprenant le combustible et le comburant, des moyens d'ad-

duction (25) entourant le dit tube de brûleur, et des moyens pour maintenir un courant de gaz non combustible s'écoulant dans ces moyens d'adduction vers la chambre de combustion dans la même direction que le courant de matière (26) éjecté du tube de brûleur, et de manière à former un fourreau

gazeux entourant ce courant de matière.

16. Dispositif selon la revendication 15, caracté-

risé en ce qu'il comprend des moyens de soufflage pour maintenir un courant d'air s'écoulant au travers des moyens d'adduction.

17. Dispositif selon l'une des revendications 15 ou

16, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs brûleurs auxiliaires (29) dans au moins une zone de la longueur de la chambre de combustion pour diriger plusieurs courants gazeux (30) comprenant du gaz combustible et de l'oxygène dans la chambre de combustion de manière à ce qu'ils convergent et coupent la trajectoire du courant de matière éjecté du tube

de brûleur.

18. Dispositif selon la revendication 17, caracté-

risé en ce qu'il comprend au moins trois brûleurs auxili-

aires dans cette zone et en ce qu'il comprend au moins deux zones de brûleurs auxiliaires le long de la chambre de combustion. 17.

19. Dispositif selon l'une des revendications 17 ou

18, caractérisé en ce que la ou au moins une telle zone de brûleurs auxiliaires est espacée de l'extrémité du tube de brûleur d'au moins un tiers de la longueur de la chambre de combustion.

20. Dispositif selon l'une des revendications 15 à

19, caractérisé en ce que les canalisations d'alimentation du tube de brûleur comprennent un premier conduit (4) pour acheminer un premier composant gazeux du courant porteur avec la matière première entraînée, et un second conduit (7) pour introduire de force un second composant gazeux du dit courant porteur transversalement dans le premier conduit au travers d'un ou de plusieurs orifice(s) (9) dans sa paroi et, ensuite transversalement dans le dit tube de brûleur

conjointement avec le premier composant et la matière premi-

ère entraînée.