PT88619B

PT88619B - Processo para a transformacao de um forno rotativo destinado em particular ao fabrico do cimento, forno obtido por este processo e linha de cozedura equipada com este forno

Info

Publication number: PT88619B
Application number: PT88619A
Authority: PT
Inventors: Michel Champonnois
Original assignee: Cle
Priority date: 1987-09-30
Filing date: 1988-09-29
Publication date: 1993-10-29
Also published as: US4880379A; ES2029722T5; PT88619A; EP0310509B1; FR2621993B1; FR2621993A1; ES2029722T3; DE3867787D1; EP0310509B2; EP0310509A1; CA1315095C

Description

Descrição referente à patente de invenção de ODE, francesa, industrial e comercial, com sede em 170 Place Henri Régnault, 92O9O !

Courbevois, França, (inventor: J

Michel Champonnois, residente na França), para ”PROCESSO PARA A TRANSFORMAÇÃO DE UM FORNO ROTATIVO DESTINADO EM PARTICULAR AO FABRICO j DO CIMENTO, FORNO OBTIDO POR ESTE | PROCESSO E LINHA DE COZEDURA EQUIPADA COM ESTE FORNO»o |

Descrição

A presente invenção refere-se essencialmente a um processo de transformação de um forno rotativo destinado por exemplo ao fabrico do cimento e do tipo constituido por um tubo que 4 suportado por apoios de rolamento e está provido numa das suas extremidades de um refrigerador do tipo planetário ou de baloneteso

A presente invenção refere-se tambám a um forno resultante da transformação atrás mencionada_o

Refere-se também a uma linha de cozedura equipada com um tal forno o

Eoi já proposto produzir clinquer de cimento em linhas de cozedura cujo débito ultrapassa as 2 500 toneladas/ /dia, e isso utilizando fomos de diâmetro interior maior que

5,1 m»

De uma maneira geral, estes fornos são constituídos por um tubo inclinado de chapa, que compreende um revestimento refractário interior de tijolos e que é accionado em rotação por meios apropriados»

Estes fornos de mais de 5 m de diâmetro apresentam um certo número de inconvenientes que se situam em especial ao nível do mau comportamento mecânico dos equipamentos na zona mais quente do forno»

A formação de uuna crosta que se produz no revestimento de tijolos durante a cozedura, e que é aliás indispensável, é relativamente pouco espessa comparativamente com a de um forno de diâmetro muito menor, pois é menor o efeito de abóbada. Daí resulta de que a crosta se deteriora tanto mais quanto é certo que, nos fornos de grande diâmetro, o revestimento de tijolos é fortemente solicitado pela carga térmica, e isso muito mais que no caso de fornos de menor diâmetro»

Por outro lado, sabe-se que este género de forno ί rotativo compreende geralmente cintas que se apoiam em rolos ou similares que permitem a rotação do forno» Compreende-se pois que, no caso de fornos de grande diâmetro, as cintas suportadas pelos rolos tenham tendência para se ovalizar, de modo que o conjunto do revestimento de tijolos mais a crosta fica submetido a esforços mecânicos alternados tanto mais importantes quanto maior for o forno»

Além disso, as deformaçães ou os desgastes prematuros das ligaçães mecânicas e, em particular, da ligação cintas -tubo, contribuem para aumentar a ovalização do forno ao nível das cintas, o que fragiliza portanto o revestimento refractário do forno.

Todos estes inconvenientes do forno aumentam consideravelmente os custos de manutenção do forno e reduzem muito a taxa de funcionamento e portanto a rentabilidade da instalação .

Por outro lado, deve notar-se que, nos fornos conhecidos de diâmetro muito grande, o efeito da pré-calcinação a montante do forno permanece relativamente fraco devido a facto res desfavoráveis de origem mecânica ligados ao grande diâmetro do forno na zona de cozedura ou de clinquerização.

A presente invenção rem por objecto remediar estes inconvenientes, propondo um processo de transformação de um forno rotativo que permite chegar a um forno cujo comportamento do revestimento de tijolos e cuja regularidade de marcha são nitidamente melhores e cuja ovalização ao nível da zona de cozedura é fortemente diminuída, se não mesmo suprimida.

Para este efeito, a presente invenção tem por objecto um processo de transformação de um forno rotativo destinado por exemplo ao fabrico do cimento e constituído por um tubo suportado por apoio de rolamento e provido numa das suas extremidades de um refrigerador do tipo planetário, por exemplo, caracterizado por consistir eins

- suprimir o refrigerador na extremidade do tubo e a porção de tubo que lhe está associada, o que tem por efeito aumentar nitidamente a carga suportada pelo apoio situado ao nível da parte central do tubo,

- seccionar o referido tubo sensivelmente ao nível da sua parte central, e

- substituir uma das partes do tubo assim seccionado por pelo menos um troço de tubo de diâmetro menor que o da parte restante do tubo que se conserva e que é ligada ao dito troço, de modo que a carga suportada pelo apoio do referido troço ao nível da referida parte central seja levada a um valor menor e sensivelmente igual ao valor inicial da carga suportada pelo apoio ao nível da parte central do forno provido do refrigerador e utilizado para efectuar a transformação_o

Compreende—se pois que podem conservar-se os mesmos equipamentos de suporte e de accionamento em rotação do

forno obtido depois da transformação, se exceptuarmos algumas pequenas modificações» j Por outro lado, diminui-se vantajosamente o risco ι

de ovalização que se produzia com os fornos providos de um refrigerador solidário com a sua extremidade de jusante, e isso devido à repartição vantajosa dos esforços aplicados_e

Observar-se-á ainda que, paradoxalmente, se mantám a produção e pode mesmo aumentar-se a mesma aumentando a velocidade de rotação do forno, embora se tenha reduzido em parte o diâmetro deste forno» j

Segundo uma outra característica deste processo, a ligação do troço de tubo de diâmetro reduzido na parte restante e conservada do tubo efectua-se por intermédio de uma parte cónica»

Precisar-se-á aqui que o troço de tubo mencionado ' que forma a parte de jusante do forno constitui uma zona de cozedura da matéria, enquanto que a parte restante do tubo que

I forma a parte de montante do forno constitui uma zona de prepara^!ção»

Segundo ainda uma outra característica deste processo, instala-se, sem o integrar no forno, um refrigerador de grelhas e um sistema de pré-calcinação, respectivamente ao nível da extremidade de jusante e da extremidade de montante | i deste forno.

A presente invenção refere-se ainda a um forno rotativo obtido pelo processo que satisfaz as caracteráticas atrás referidas e do tipo que compreende essencialinente um tubo rotativo inclinado e interiormente aquecido no qual se escoa a matéria, caracterizado por a zona de jusante de cozedura ou de clinquerização deste forno ser constituída por pelo menos um tubo de diâmetro menor que o da zona de montante, de preparação ou de pré-calcinação da matéria»

( Compreende-se pois que a redução do diâmetro da >

zona de cozedura estabilizará vantajosamente o revestimento de tijolos reforçando o efeito de abóbada que, associado ao aumento da velocidade de rotação do forno, favorecerá a formação da crosta e uma melhor eficácia desta no tempo, de modo que finalmente o revestimento de tijolos será melhor protegido<,

Segundo uma outra característica deste forno, o diâmetro da zona de jusante de cozedura está compreendido entre 75 e 95 % do diâmetro da zona de montante de preparação mencionada o

Quanto ao comprimento da zona de cozedura, ele fica compreendido entre 30 e 60 $ do comprimento total do forno»

Segundo um modo de realização preferido, o diâmetro da zona de jusante de cozedura estará compreendido entre 4 e 5»1 m e o comprimento da referida zona estará compreendido entre 20 e 60 m<>

Segundo uma outra característica, prevê-se entre as zonas de cozedura e de preparação uma parte de ligação cónica que apresenta um meio ângulo no vártice compreendido entre 4 e j 7 graus o

Segundo ainda uma outra característica da presente invenção, o forno compreende três cintas de suporte e de rolamento para assegurar a rotação do tubo, estando duas cintas dispostas em torno da zona de jusante de cozedura de diâmetro reduzido, de modo tal que a parte de ligação mencionada se situa numa zona onde o momento flector é mínimo»

A presente invenção refere-se ainda a uma linha de cozedura equipada com um forno rotativo que obedece às j características atrás mencionadas, caracterizada por compreendei’ a montante da zona de preparação ou de prá-calcinação, um sistema de prá-calcinação não integrado no forno»

Mas outras características e vantagens da presen- 5 —

I te invenção serão mais evidentes na descrição pormenorizada que

I se segue e se refere aos desenhos anexos, dados apenas a título i ,de exemplo e cujas figuras representam:

A fig» 1, uma vista muito esquemática e em perspectiva de um forno rotativo segundo os princípios da | presente invenção; e ^!

A fig. 2, de maneira esquemática, as fases essenciais da transformação de um forno conhecido, com refrigerador de balonetes, para realizar um forno segundo a presente invenção .

Fazendo referência à figo 1, vê-se que um forno segundo a presente invenção é essêncialmente constituído por um j tubo rotativo inclinado (T), no qual se escoa a matéria segundo | a seta (?) e que é interiormente aquecido a jusante por uma ΐ chama, materializada pela seta (&)<, tubo (T) compreende uma zona de cozedura ou de clinquerização (1), que forma o troço de jusante do forno, a qual tem um diâmetro menor que o do tubo ou troço de montante (2), que constitui a zona de preparação ou de pré-calcinação da matéria.

diâmetro da zona ou troço de jusante (1) pode estar compreendido entre 4 e 5,1 m e o seu comprimento pode estar compreendido entre 20 e 60 metros.

Os troços de jusante (1) e de montante (2) estão ligados por uma parte cónica (3) que apresenta um meio ângulo no vértice que pode estar compreendido entre 4 e 7 graus de modo a permitir um revestimento de tijolos com tijolos normalizados.

Em (4), (5) e (6) estão representadas cintas que envolvem o tubo (T) e que se apoiam respectivamente em rolos (7), permitindo assim a rotação do tubo (1) que é accionado em rotação por um motor (M) cujo veio de saida acciona pelo menos um pinhão (β) que engrena com uma coroa dentada (9) solidária

com o troço de montante (2).

Como se vê bem na figo 1, as cintas (4) e (5) estão dispostas em torno do troço de jusante ou zona de cozedura; (1) enquanto que a cinta (6) está disposta em torno do troço de montante ou zona de preparação (2)₀ Notaremos aqui que a parte média do forno constituída pela parte de ligação (3) está | situada numa zona em que o momento flector é mínimo» '

Se for desejável uma redução muito forte de diâmetro da zona de cozedura (1), poderá acrescentar-se a montante do troço (1) um outro troço (não representado) de diâmetro inter médio aos diâmetros dos troços (1) e (2), compreendendo-se que uma parte cónica de ligação tal como (ó) será prevista entre estes diversos troços.

Representou-se esquematicamente em (10), na fig. 1 um sistema de pré-calcinação ou pré-aquecedor que não está integrado no forno ou tubo (T).

Assim, a pré-calcinação da matéria a montante do forno, a redução do diâmetro da zona de clinquerização ou de cozedura (1) a um diâmetro interior menor ou igual a 5,1 m, e também o aumento da velocidade de rotação do forno permitirão obter um aumento da produção.

Mas, para uma melhor compreensão da presente invenção, descreve-se a seguir, com referência à fig. 2, a fabricação e as vantagens de um forno segundo a presente invenção, o qual é obtido pela transformação de um forno existente ilustrado em (A) na parte superior da fig» 2 e provido na sua extremidade de jusante de um refrigerador planetário ou de balonetes (11).

Este forno (A) com refrigerador integrado (11) pode fazer parte de uma linha de cozedura de clinquer de capaci-í dade nominal de 5 800 toneladas/dia e possuir um comprimento total de 115 m aproximadamente e um diâmetro interior de 5»6 m.

A velocidade de rotação do forno (A) antes da transformação era |de 2 r.p.m. i

I Para realizar o forno (T) segundo a presente invenj ! ção representado na fig. 1 e na parte inferior da figo 2, suprime-se o refrigerador (11) do forno A, o qual aliás toma muito crítica a marcha deste forno, e suprime-se igualmente a porção ' de tubo do forno (a) que está associado ao refrigerador»

Obtém-se assim um forno aligeirado (B) que se vê na fig. 2, mas cuja carga suportada pelo apoio situado ao nível da parte central do forno á consideravelmente aumentada, como está materializado por setas (12a) e (12b) na fig» 2» Observar-se-á aqui que, nesta figura, as curvas representadas sob cada forno (a), (B) e (T) representam a intensidade do momento flector em vários pontos distribuídos pelo comprimento dos fornos,

I entendendo-se que as setas sob as três curvas apresentam uma ί dimensão proporcional à importância das cargas ao nível de cada | um dos pontos de apoio» I

Depois de ter suprimido o refrigerador (11) como atrás se explicou, secciona-se o forno (B) sensivelmente ao nível da sua parte central e substitui-se a parte de jusante seccionada, isto é, a parte da esquerda na fig. 2 e substitui-se^ a mesma por um troço de tubo que é o troço (1) do forno (T), o ' aual tem um diâmetro menor que o da parte restante do tubo que se conserva e que está ligada ao troço (1). Procedendo deste modo, a carga sobre o apoio mádio ou central do forno (T) segundo a presente invenção mantém-se sensivelmente igual à que era no apoio correspondente do forno (a), como está materiáli- j zado pelas setas (12a) e (12c). Por outras palavras, a carga | suportada pelo apoio do troço de diâmetro reduzido (1) ao nível da parte central do forno foi levada a um valor nitidamente menor que para o forno (B) e sensivelmente igual ao valor inicial da carga suportada pelo apoio ao nível da parte central do forno (A) utilizado para efectuar a transformação»

Segundo um exemplo de realização, o troço de jusante (1) do forno (T) corresponde a uma redução do diâmetro do troço de jusante do forno (A) a um diâmetro de 5 m num comprimento de 43 m', sendo então o comprimento total do forno transformado obtido de cerca de 9θ m.

cone de ligação (3) entre o troço de jusante (1) de 5 m de diâmetro e o troço de montante (2) cujo diâmetro foi i mantido (5,6 m), tem um meio ângulo no vértice de 4,8° e um comprimento de 3,5 m. Vê-se bem na figo 2 que este cone (3) está bem situado na zona onde o momento flector se anula (ver a curva na parte inferior da fig. 2)₀

A velocidade de rotação do forno (T) é aumentada i em relação à do forno (á) de 2 r.p.m. para 3,1 r_op_om_o e não foi modificado o trem de accionamento coroa/pinhão»

Assim, para uma produção dada e um mesmo tempo de permanência da matéria na zona de jusante de cozedura e clinquerização, a velocidade de rotação do forno, que é aumentada em relação à que seria sem modificação do diâmetro da zona de clinquerização ou de cozedura, permite melhorar as permutas térmicas na zona de montante de preparação (2), enquanto que se reduz notavelmente o tempo de permanência da matéria.

Notar-se-á ainda que, para uma produção òada, a potência térmica disponível na zona de jusante de clinquerização é menor e a taxa de pré-calcinação da matéria na entrada do forno é portanto superior à que seria sem modificação do diâmetro da zona de clinquerização.

Precisar-se-á ainda que as três cintas ou apoios (4), (5) e (6) do forno (T) ficam situadas respectivamente a 5, 34 e 73,5 m a partir da extremidade de jusante do troço (1). As cargas nestes apoios, antes da transformação, eram respectiva mente de 1 485 toneladas, 805 toneladas e 585 toneladas. Depois da transformação, estas cargas tomaram-se respectivamente 494,

813 e 625 toneladas, o que permitiu conservar as obras de engenharia civil e os rolos ou trem de rolamento destes apoios_o

Procedeu-se também a um ensaio de aumento da velocidade do forno9 passando da produção anterior de 3 800 toneladas/dia para uma produção de 5 500 toneladas/dia»

Realizou-se portanto segundo a presente invenção e de uma maneira muito simples um forno que pode ser obtido por transformação de um forno existente reduzindo o diâmetro da zona de cozedura e que, graças às simples operações de pré-calcinação da matéria a montante do forno e ao aumento da velocidade de rotação deste forno, pode permitir taxas de produção elevadas, e isso sem modificar de maneira importante e dispendiosa os sistemas mecânicos de suporte e de accionamento em rotação do forno»

Evidentemente que a presente invenção não se limita de maneira nenhuma à forma de realização descrita e ilustrada que foi dada apenas á título de exemplo»

Assim, podem prever-se, sem sair do quadro da presente invenção, vários troços de jusante de diâmetro progressivamente reduzidos e formando a zona de cozedura e que estes | troços podem possuir comprimentos iguais ou diferentes»

A presente invenção compreende pois todos os equivalentes técnicos dos meios descritos, bem como as suas combinaçães se estas forem feitas dentro do seu espírito»

Claims

REIVINDICAÇÕES

- lô Processo para a transformação de um forno rotativo destinado por exemplo à fabricação de cimento e constituído por um tubo suportado por apoios de rolamento e provido numa das suas extremidades de um refrigerador do tipo planetário, por exemplo, caracterizado por consistir em:

- suprimir o refrigerador na extremidade do tubo e a porção do tubo que lhe está associada, o que aumenta nitidamente a carga suportada pelo apoio situado ao nível da parte central do tubo»

- seccionar o referido tubo sensivelmente ao nível da sua parte central; e

- substituir uma das partes do tubo assim seccionado por pelo menos um troço de tubo de diâmetro menor que o da parte restante do tubo que se conserva e que á ligada ao referido troço de modoi que a carga suportada pelo apoio do referido troço ao nível da | referida parte central seja levada a um valor mais baixo e ;

i sensivelmente idêntico ao valor inicial da carga suportada pelo apoio ao nível da parte central do forno provido do refrigerador i e utilizado para efectuar a transformação o

- 2& Processo de acordo com a reivindicação 1, caraci terizado por a ligação do troço de tubo de diâmetro reduzido à ' parte restante e conservada do tubo se efectuar por intermédio de uma parte cónica»

- Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o troço de tubo mencionado que forma a parte de jusante do forno constituir uma zona de cozedura da matéria, I enquanto que a parte restante do tubo que forma a parte de montante constitui uma zona de preparação»

- 4ê Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por se instalar, sem o integrar no forno, um refrigerador de grelhas e um sistema de pré-calcinação, respecti vamente ao nível da extremidade de jusante e da extremidade de montante deste forno»

- 5&

Forno rotativo obtido pelo processo de acordo com uma das reivindicações anteriores, e do tipo que compreende esseAcialmente um tubo rotativo inclinado e interiormente aquecido no qual se escoa a matéria, caracterizado por a zona de jusante de cozedura ou de clinquerização, deste forno ser constituída por pelo menos um tubo (1) de diâmetro menor que o da zona de montante (2), de preparação ou de pré-calcinação da matéria_o

- 66 Forno de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o diâmetro da zona de jusante de cozedura mencionada (1) estar compreendido entre 75 e 90$ do diâmetro da zona de montante (2) de preparação mencionadao

- 7^a -

Forno de acordo com as reivindicações 5 ou 6, caracterizado por o comprimento da zona de cozedura mencionada (1) estar compreendido entre 50 e 60$ do comprimento total do forno o

Forno de acordo com uma das reivindicações 5 a 7· caracterizado por o diâmetro da zona de jusante de cozedura (1) estar compreendida entre 4 e 5»1 m e o comprimento da referida zona estar compreendida entre 20 e 60 m_e

- 9^a -

Forno de acordo com uma das reivindicações 5 a 8, caracterizado por ter uma parte de ligação cónica (5) entre as zonas de cozedura e de preparação que apresenta um meio ângulo no vértice compreendido entre 4° e 7°°

- 106 -

Forno de acordo com uma das reivindicações 5 a 9, caracterizado por compreender três cintas de suporte e de rolamento (4,5,6) para assegurar a rotação do tubo (T) estando duas

12 cintas (4,5) dispostas em tomo da zona de jusante de cozedura de diSmetro reduzido (1), de modo tal que a parte de ligação mencionada (3) se ditua numa zona onde o momento flector é mínimo.

- 11* Linha de cozedura equipada com um forno rotativo de acordo com qualquer das reivindicações 5 a 10, caracterizado por compreender a montante da zona de preparação ou pré-calcinação (2) um sistema de pré—calcinação (10) não integrado no for no.

A requerente declara que o primeiro pedido desta patente foi a^fresentado na França em 30 de Setembro de 1937, sob o n*. 87 13 529.

Lisboa, 29 de Setembro de 1938 • AGLNFE OFICIAL DA PIROFRlLOADí. ioBui I«ti*.

13 PROCESSO PARA À TRANSFORMAÇÃO DE UM FORNO ROTATIVO DESTINADO

EM PARTICULAR AO FABRICO DO'CIMENTO, FORNO OBTIDO POR ESTS

PROCESSO E LINHA DE COZEDURA EQUIPADA COM ESTE

RESUMO

FORNO

A invenção refere-se a transformação de um forno rotativo equipado com planetário e destinado em particular à fabricação do cimento, a um forno um processo de um refrigerador obtido por este processo e a'uma linha de cozedura com este forno o equipada

Este forno é constituído por um tubo inclinado (T) ao qual se escoa a matéria e que é aquerotativo eido interiormente, compreende este tubo um troço de jusante (1) que constitui uma zona de cozedura com um diâmetro menor que o do troço de montante (2) que constitui uma zona de preparação da matéria, estando os dois troços (1) e (2) ligados por uma parte cónica (3) e tendo o troço (1) um diâmetro compreendido entre 4, e 5,1 metros e um comprimento compreendido entre 20 e 60 metros o