WO2014202909A2 - Four droit pour la fabrication d'un clinker - Google Patents

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WO2014202909A2
WO2014202909A2 PCT/FR2014/051524 FR2014051524W WO2014202909A2 WO 2014202909 A2 WO2014202909 A2 WO 2014202909A2 FR 2014051524 W FR2014051524 W FR 2014051524W WO 2014202909 A2 WO2014202909 A2 WO 2014202909A2
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gas
clinker
flue
clinkerization
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PCT/FR2014/051524
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WO2014202909A3 (fr
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Pascal Meric
Yvan-Pierre Jacob
Dominique Renie
Guy Beauvent
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Vicat
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B15/00—Fluidised-bed furnaces; Other furnaces using or treating finely-divided materials in dispersion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/005—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces wherein no smelting of the charge occurs, e.g. calcining or sintering furnaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/02—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces with two or more shafts or chambers, e.g. multi-storey
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
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    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B15/00—Fluidised-bed furnaces; Other furnaces using or treating finely-divided materials in dispersion
    • F27B15/02—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B15/10—Arrangements of air or gas supply devices

Definitions

  • the present invention relates to a straight furnace for the manufacture of a clinker, in particular sulpho-aluminous, sulpho-aluminous belitic, alinitic, fluoro alinitic, chloroaluminous, or more generally any clinker forming in solid solution without generation of liquid phase, as well as an installation equipped with this oven.
  • right kiln (also called “shaft kiln” in English) means any oven whose enclosure extends mainly vertically.
  • An installation for the manufacture of a clinker generally aims to achieve two objectives: to produce a clinker en masse and produce a clinker regular, that is to say, homogeneous.
  • Document FR2928643 discloses an installation for the manufacture of a sulfo-aluminous clinker equipped with a decarbonation right furnace and a clinker passage furnace.
  • the right furnace comprises an enclosure inside which is discharged a cru containing in particular calcium, aluminum, silica, iron, and sulfur in combined mineral form such as oxides, hydroxides, carbonates , chlorides or sulphates.
  • the straight furnace comprises carnaux for supplying a gas at a temperature between 900 ° C. and 1150 ° C., so as to dehydrate and decarbonate the raw material.
  • the passage furnace comprises a furnace, inside which a plurality of mobile carriages circulates. A layer of raw material from the right oven is spread on each of the carriages.
  • the passage oven has a plurality of burners distributed along the hearth. These burners carry the raw at a temperature of the order of 1250 ° C to 1450 ° C, so as to clinkerize.
  • Such an installation makes it possible to finely control the temperature profile during the clinkerization by adjusting the power of the burners and the speed of movement of the carriages.
  • the manufactured clinker has a very good regularity.
  • the thickness of the raw layers disposed on the carriages of the passage furnace is low. Also, the production capacity of such an installation is limited.
  • a disadvantage of such an installation is that the cru has an irregular grain size. Also, when this raw is poured into the home, the air flows in unequal quantity between the pellets forming the raw, and the fuel is mixed heterogeneously. As a result, fuel combustion is uneven, and the clinker produced is irregular.
  • CN1094383 is generally provided with an ambient air inlet at the bottom of the fireplace.
  • Such a mouth allows the admission of combustion air of the solid fuel mixed with the raw.
  • Such a mouth also allows cooling of the clinker before extraction of the fireplace.
  • the risk of sticking, and as a result of clogging the home, clinker can be limited.
  • a disadvantage of such a type of straight furnace is that cooling is undergone rather than controlled.
  • the cooling rate of the clinker determines the setting time and the water demand of the cement made from this clinker.
  • the invention aims to remedy all or part of the aforementioned drawbacks.
  • the invention aims in particular to provide a right furnace for the manufacture of a regular clinker and in the context of mass production.
  • the invention relates to a straight furnace for the manufacture of a clinker, comprising:
  • a tubular enclosure comprising, from top to bottom, a feed section designed to receive raw meatballs, a decarbonation section, a clinkerization section and a first collection section designed to collect decarbonated and clinkered organic pellets, forming said clinker, the feed section, the decarbonation section, the clinkerization section and the first collection section each extending along a vertical axis;
  • first extraction means arranged to extract the clinker from the first collection section, and adapted to modulate the extraction flow rate of the clinker;
  • first generation means arranged to generate a first gas having a temperature of between 950 ° C. and 1250 ° C., and first means for supplying the first gas;
  • At least one flue for introducing the first gas having at least one inlet mouth connected to the first supply means of the first gas and at least one outlet mouth opening into the decarbonation section;
  • second generation means arranged to generate a second oxidizing gas having a temperature of between 1250 ° C. and 1450 ° C., and second means for supplying the second gas;
  • At least one flue for introducing the second gas having at least one inlet mouth connected to the second means for feeding the second gas and at least one outlet mouth opening into the clinkerization section;
  • dumpling is used as a synonym for granule or ball.
  • the clinker produced by the furnace according to the invention may be a sulfo-aluminous, sulfo-aluminous belite, alinitic, fluoro alinitic, chloroaluminous, or more generally any clinker forming a solid solution without generating liquid phase.
  • the raw pellets contain calcium, aluminum, silica, iron, and sulfur in combined mineral form such as oxides, hydroxides, carbonates, chlorides or sulphates.
  • the use of the second oxidizing gas that is to say in excess of air, is particularly advantageous in that it prevents the formation of reducing zones in the clinkerization section, and consequently prevents the formation of the phase C12A7 detrimental.
  • the first and the second gases rise against the current of the meatballs dumped in the enclosure. Thus, heat exchanges between the raw meatballs and the first and second gases are maximized.
  • An installation equipped with the right furnace according to the invention has a production capacity greater than that of the installation described in document FR2928643.
  • the at least one flue for introducing the first gas is arranged to bring the first gas into the decarbonation section, from the downstream end of this decarbonation section and / or the flue for introducing the second gas. is arranged to bring the second gas into the clinkerization section, from the downstream end of this clinkerization section.
  • upstream and downstream are used with reference to the flow direction of the raw material in the enclosure.
  • An embankment formed by pellets more or less decarbonated or clinkerized has a slope of between 20 ° and 40 ° regardless of the nature or size of the raw meatballs.
  • the at least one inlet mouth of the at least one flue for introducing the first gas preferably extends over a surface passing through the highest point of the outlet mouth of the flue for introducing the first gas and forming an angle between 20 ° and 40 ° with the horizontal; and or
  • the introduction of the first and / or second gas is carried out circumferentially.
  • the feed section, the decarbonation section, the clinkerization section and the first collection section of the clinker have circular cross sections.
  • Circular rather than rectangular cross-sections or others make it possible to facilitate the flow of the raw meatballs through the enclosure and simplify the manufacture of the enclosure.
  • the feed section, the decarbonation section, the clinkerization section and the first collection section of the clinker extend along the same vertical axis.
  • the right oven comprises:
  • second extraction means arranged to extract the decarbonated raw pellets contained in the second collection section and bring them to the clinkerization section, these second extraction means being adapted to modulate the extraction rate of the decarbonated raw pellets; .
  • the second extraction means make it possible to finely adjust the residence time of the raw meatballs in the decarbonation section.
  • the feed section, the decarbonation section and the second collection section extend along a first vertical axis
  • the clinkerization section and the first collection section extend along a second vertical axis offset from the first vertical axis.
  • the first and / or second extraction means thus comprise extractor extraction type drawer (also called "reciprocating feeder” in English).
  • the upper fixed part of the first extraction means has an ambient air supply pipe equipped with means for regulating the ambient air flow rate brought.
  • Such a pipe makes it possible to regulate the flow of air in the second extraction means and consequently to control the cooling of the clinker.
  • the cooling of the clinker makes it possible to limit the risks of sticking and clogging of the first extraction means.
  • the upper fixed part of the second extraction means has an ambient air supply pipe equipped with means for regulating the ambient air flow rate brought.
  • the enclosure comprises an outer metal envelope, and an inner envelope made by stacking at least:
  • a second coating made of a refractory material mounted on the first coating.
  • a cooler preferably a cooler with reciprocating grids, arranged to cool the clinker extracted by the first extraction means.
  • FIG 3 is a schematic representation of an installation equipped with the right furnace of Figure 1;
  • Figure 4 is a longitudinal sectional view of a second right furnace.
  • Figures 1 and 2 show a right oven 2 for the manufacture of a clinker.
  • the oven 2 comprises a tubular enclosure 4.
  • the enclosure 4 comprises an outer metal envelope 6, and an inner envelope 8 made by stacking:
  • the coating 10 made of a thermally insulating material is characterized by a thermal conductivity at 1000 ° C. of between 0.05 and 0.4 W / mK, a density of between 50 and 500 kg / m 3, and a compressive strength of between 0.1 and 0.5 MPa.
  • a decarbonation section 16 a collection section 18, a clinkerisation section 20 and a collection section 22.
  • the oven 2 comprises an airlock 24 for introducing raw pellets into the feed section 14.
  • the lock 24 is rotatable.
  • the lock 24 is sealed so as to limit the flow of ambient air likely to penetrate the chamber 4.
  • the oven 2 comprises generating means 23 (shown in Figure 3) of a first gas having a temperature between 950 ° C and 1250 ° C.
  • the first gas may be an oxidizing or reducing gas.
  • a first reducing gas would not be detrimental insofar as this first gas rises from the decarbonation section 16 towards the supply section 14 located directly above without crossing the clinker section 20 located below.
  • the generation means 23 of the first gas are described below.
  • the oven 2 comprises flues 26 for introducing the first gas.
  • Each inlet mouth 26a of a flue 26 is arranged to extend at a distance from a respective slope.
  • each inlet mouth 26a extends along a vertical axis.
  • the furnace 2 comprises generation means 27 (shown in FIG. 3) of a second gas having a temperature of between 1250 ° C. and 1450 ° C.
  • This second gas is oxidizing so as to prevent the formation of reducing zones in the clinkerization section 20 and consequently prevent the formation of the harmful C12A7 phase during clinkering.
  • the generation means 27 of the second gas are described below.
  • the furnace 2 comprises sheaths 29 (shown in FIG. 3) forming means for feeding the second gas into the clinkerisation section 20.
  • the furnace 2 comprises flues 28 for introducing the second gas.
  • the flues 28 are tubular. Each flue 28 has an inlet mouth 28a connected to a sheath 29 and an outlet mouth 28b opening into the clinkerization section 20.
  • Each flue 28 has a horizontal bottom wall on which is likely to form an embankment of decarbonated and clinkerized pellets, forming the clinker.
  • the lower wall is inclined relative to the vertical by an angle of the order of 40 °. Thus, the slope flows more easily into the enclosure and does not stagnate in the flue 28.
  • the upper part of the drawer extractor 34 is equipped with a pipe 32 for supplying ambient air and means for regulating the flow of ambient air. These regulating means are here made in the form of a valve 33.
  • the oven 2 comprises extracting means arranged to extract the clinker contained in the collection section 22.
  • the extraction means are here produced in the form of a drawer extractor 36.
  • the drawer extractor 36 comprises a fixed upper part 38 and a movable lower part 40 delimiting a connection section.
  • This connecting section is provided with an inlet mouth 42 connected to the collection section 22 and an outlet mouth 44 connected to a cooler 45 (shown in FIG. 3).
  • the inlet 42 and outlet 44 mouths are offset vertically and horizontally.
  • the upper portion 38 of the drawer extractor 36 is equipped with a duct 46 for supplying ambient air and means for regulating the flow of ambient air. These regulating means are here made in the form of a valve 48.
  • the lower mobile part 40 is movable in a direction 50 determined alternately between an advanced position and a retracted position, to allow the flow of the clinker contained in the collection section 22.
  • the drawer extractor comprises means for moving and guiding the moving part relative to the fixed part.
  • the displacement means comprise, for example, a pneumatic jack 52.
  • the guiding means comprise casters 54 fixed under the movable part and engaged in rails 56.
  • the extraction rate of the clinker can be modulated by varying the frequency and the stroke of the moving part.
  • An increase in frequency increases the extraction rate.
  • a decrease in the frequency reduces the extraction rate. Stretching the stroke increases the extraction rate.
  • a shortening of the stroke decreases the extraction rate.
  • a control unit (not shown) arranged to control the generating means 23, 27 of the first gas and second gas according to the measurements made by the measuring sensors.
  • Raw pellets containing calcium, aluminum, silica, iron, and sulfur, preferably in combined mineral form such as oxides, hydroxides, carbonates, chlorides or sulphates, are discharged into the supply section14 through the airlock 24.
  • the vintage pellets flow by gravity into the chamber 4.
  • the length and the section of the feed section 14 are dimensioned in order to guarantee a minimum residence time of the raw meatballs in the feed section 14. Indeed, it is necessary that these chemical transformations are not too fast in order to avoid spoilage of raw meatballs.
  • the raw meatballs then flow into the decarbonation section 16.
  • the first gas and the second gas go back through the meatballs.
  • the raw meatballs are brought to a temperature between 850 ° C and 950 ° C, and are decarbonated.
  • the length and the section of the decarbonation section 16 are dimensioned so that the residence time of the raw pellets in the decarbonation section 16 is equal to a predetermined time.
  • the decarbonated raw meatballs are collected in the collection section 18.
  • the drawer extractor 34 extracts, at a predetermined rate, the raw pellets of the collection section 18 under the effect of the reciprocating movement of its moving part relative to its fixed part, and brings the decarbonated raw meatballs into the section of clinkerization 20 connected to the outlet of the drawer extractor 34.
  • the raw meatballs flow into the clinkering section 20.
  • the second gas rises through the meatballs.
  • the raw pellets are brought to a temperature between 1280 ° C and 1450 ° C and are clinkerized.
  • the length and the section of the clinkerization section 20 are dimensioned so that the residence time of the raw pellets in the clinkerization section 20 is equal to a predetermined time.
  • the drawer extractor 36 extracts, at a given flow rate, the clinker of the collection section 22 under the effect of the reciprocating displacement of its mobile part 38 relative to its fixed part 40, and brings this clinker into the cooler 45 connected to the outlet mouth 44 of the drawer extractor 36.
  • a handling device for example a bucket elevator 54, collects the raw meatballs and supplies the lock chamber 24 of the oven 2.
  • the oven 2 then chemically transforms the raw meatballs into clinker (as described above).
  • the drawer extractor 36 brings the clinker inside the cooler 45 (shown in FIG. 3).
  • the cooled clinker is recovered downstream of the cooler 45 by a conveyor 60, for example a chain conveyor, adapted to transport the clinker at a temperature of the order of 150 ° C. to 250 ° C.
  • the conveyor 60 transports the clinker to a silo 62 where it is stored for milling.
  • the air blown by the fans 56 after being heated in contact with the clinker, is extracted from the chamber 58 by a sheath 64 opening at an upstream end of the cooler 45 and a sheath 66 opening at a downstream end of the cooler 45. .
  • the hottest air, extracted by the sheath 64 is conducted inside a mixing pot 68 whose function will appear later.
  • the sheath 64 is equipped with a valve 70.
  • the sheath 74 joins a sheath 76 connected to the flue 30.
  • the air ducted through the sheath 74 raises the temperature of the first and second gases from the flue 30 above the dew point.
  • the sheath 74 is equipped with a valve 75.
  • the sheath 76 thus conducts the first and second gases from the enclosure 4 and the hot air from the cooler 45 to a filter 78, for example a bag filter.
  • the filter 78 dusts and rejects the first and second gases from the enclosure 4 and the hot air from the cooler 45 into the atmosphere through a chimney 79, under the effect of a draft fan 80.
  • the sheath 76 is connected to a sheath 81 for supplying fresh air.
  • This sheath 81 is equipped with a valve 82 that can be opened when the temperature at the suction of the filter 78 exceeds a maximum value specified by the supplier.
  • the generation means 23 of the first gas comprise a generator 84 of a gas at very high temperature and the mixing pot 68.
  • the generator 84 comprises a furnace 85, a fan 86, and a fuel source 87.
  • the generator 84 is for example a pulverized coal generator.
  • the gas at very high temperature produced by the generator 84 is fed to the pot 68 by a sheath 88.
  • the sheath 88 is equipped with a valve 89.
  • the pot 68 forms the first gas by mixing hot air from the cooler 45 brought by the sheath 64 and the hot gas supplied by the sheath 88.
  • the pot 68 is connected to the flues 26 by the sheaths 25.
  • the burners 90 make it possible to provide assistance during the phases of start, and finely regulate the temperature of the first gas formed in the pot 68.
  • the fan 80 generates a pressure gradient inside the chamber 4, so that the highest pressure point of the chamber 4 is the collection section 22, substantially at atmospheric pressure, and the lowest point of pressure of the chamber 4 is the supply section 14.
  • the first and second gases back the chamber 4 against the current of the raw meatballs, then are sucked by the flue 30.
  • the fan 80 is sized to overcome the pressure losses resulting from the presence of the raw pellets in the chamber 4, the presence of the filter 78, the presence of the flues 26, 28, 30, sheaths 25, 29 , 64, 66, 72, 74, 76 and 81, the presence of the pot 68 and the presence of the valves 70, 75 and 89. In proportion to their degree of closure, these valves 70, 75 and 89 cause a loss of load more or less important. Thus, the valves 70, 75 and 89 make it possible to balance the pressure drops in the installation 50.
  • FIG. 4 represents an oven 2 'identical to oven 2 except that the collection section 18, the flue 32 and the drawer extractor 34 are omitted.
  • the feed section 14, the decarbonation section 16, the clinkerization section 20 and the collection section 22 extend along the same vertical axis.
  • FIG 5 shows a variant of ovens 2 and 2 'in which the flue 26 is replaced by an annular flue 126.
  • the flue 126 has inlet mouths 126a extending along vertical axes and an annular outlet mouth 126b.
  • combustion air fans 86 and 93 may in particular be partially or completely replaced by oxygen injections.

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Abstract

L'invention concerne un four droit (2) pour la fabrication d'un clinker comportant: une enceinte (4) comprenant de haut en basun tronçon d'alimentation (14), un tronçon de décarbonatation(16), un tronçon de clinkérisation (20) et un premier tronçon de collection du clinker (22) s'étendant chacun selon un axe vertical; des premiers moyens d'extraction (36) agencés pour extraire le clinker du premier tronçon de collection (22); des moyens de génération et d'amenée d'un premier gaz présentant une température comprise entre 950°C et 1250°C; au moins un carneau d'introduction (26)du premier gaz); des moyens de génération et d'amenée d'un second gaz oxydant présentant une température comprise entre 1250°C et 1450°C; au moins un carneau d'introduction (28) du second gaz; et des premiers moyens d'aspiration des premier et second gaz issus du tronçon d'alimentation (14).

Description

FOUR DROIT POUR LA FABRICATION D'UN CLINKER
La présente invention concerne un four droit pour la fabrication d'un clinker, notamment sulfo-alumineux, sulfo-alumineux bélitique, alinitique, fluoro alinitique, chloro-alumineux, ou plus généralement tout clinker se formant en solution solide sans génération de phase liquide, ainsi qu'une installation équipée de ce four.
Le terme « four droit » (encore appelé « shaft kiln » en langue anglaise) désigne tout four dont l'enceinte s'étend principalement verticalement.
Une installation pour la fabrication d'un clinker vise généralement à atteindre deux objectifs : produire un clinker en masse et produire un clinker régulier, c'est-à-dire homogène.
On connaît de l'état de la technique une installation pour la fabrication d'un clinker sulfo-alumineux équipée d'un préchauffeur à cyclones, d'un précalcinateur et d'un four rotatif. Une telle installation si elle permet la production de masse ne permet pas la production d'un clinker régulier.
On connaît, par le document FR2928643, une installation pour la fabrication d'un clinker sulfo-alumineux équipée d'un four droit de décarbonatation et d'un four à passage de clinkérisation.
Le four droit comporte une enceinte à l'intérieur duquel est déversé un cru contenant notamment du calcium, de l'aluminium, de la silice, du fer, et du soufre sous forme minérale combinée comme par exemple des oxydes, des hydroxydes, des carbonates, des chlorures ou des sulfates. Le four droit comporte des carnaux d'amenée d'un gaz à une température comprise entre 900°C et 1 150°C, de manière à déshydrater et à décarbonater le cru.
Le four à passage comporte un foyer, à l'intérieur duquel circule une pluralité de chariots mobiles. Une couche de cru issu du four droit est étendue sur chacun des chariots. Le four à passage comporte une pluralité de brûleurs répartis le long du foyer. Ces brûleurs portent le cru à une température de l'ordre de 1250°C à 1450°C, de manière à le clinkériser.
Une telle installation permet de contrôler finement le profil de températures lors de la clinkérisation en ajustant la puissance des brûleurs et la vitesse de déplacement des chariots. Ainsi, le clinker fabriqué présente une très bonne régularité. Toutefois, l'épaisseur des couches de cru disposées sur les chariots du four à passage est faible. Aussi, la capacité de production d'une telle installation est limitée.
On connaît également, par le document CN1094383, une installation pour la fabrication d'un clinker sulfo-alumineux équipée d'un four droit. Ce four droit comporte un foyer à l'intérieur duquel est déversé un cru contenant du calcium, de l'aluminium, de la silice, du fer, et du soufre mélangé à un combustible solide tel que du charbon.
Un inconvénient d'une telle installation est que le cru présente une granulométrie irrégulière. Aussi, lorsque ce cru est déversé dans le foyer, l'air circule en quantité inégale entre les boulettes formant le cru, et le combustible est mélangé de manière hétérogène. Par suite, la combustion du combustible est inégale, et le clinker réalisé est irrégulier.
En outre, la proximité du combustible et des boulettes de cru engendre la formation de zones réductrices dans le foyer, c'est-à-dire de zones en déficit d'oxygène. Ces zones réductrices conduisent à la perte de soufre et à une dégradation de la composition chimique recherchée. En particulier, une phase C12A7, appelée mayénite, apparaît. Cette phase accélère fortement la prise hydraulique d'un ciment, et est par conséquent préjudiciable.
Enfin, un four droit, du type de celui décrit dans le document
CN1094383, est généralement pourvu d'une bouche d'admission d'air ambiant en partie basse du foyer.
Une telle bouche permet l'admission d'air de combustion du combustible solide mélangé au cru.
Une telle bouche permet en outre le refroidissement du clinker avant extraction du foyer. D'autre part, les risques de collage, et par suite de colmatage du foyer, par le clinker peuvent être limités.
Un inconvénient d'un tel type de four droit est que le refroidissement est subi plutôt que maîtrisé. Or, on sait que la vitesse de refroidissement du clinker détermine le temps de prise et la demande en eau du ciment réalisé à partir de ce clinker.
En conséquence, un ciment réalisé à partir d'un clinker fabriqué dans ce type de four présente un temps de prise et une demande en eau mal maîtrisés.
L'invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients précités. L'invention vise en particulier à fournir un four droit pour la fabrication d'un clinker régulier et dans le cadre d'une production en masse.
L'invention concerne un four droit pour la fabrication d'un clinker, comportant :
- une enceinte tubulaire comprenant de haut en bas un tronçon d'alimentation conçu pour recevoir des boulettes de cru, un tronçon de décarbonatation, un tronçon de clinkérisation et un premier tronçon de collection conçu pour collecter des boulettes de cru décarbonatées et clinkérisées, formant ledit clinker, le tronçon d'alimentation, le tronçon de décarbonatation, le tronçon de clinkérisation et le premier tronçon de collection s'étendant chacun selon un axe vertical ;
- des premiers moyens d'extraction agencés pour extraire le clinker du premier tronçon de collection, et adaptés pour moduler le débit d'extraction du clinker ;
- des premiers moyens de génération agencés pour générer un premier gaz présentant une température comprise entre 950°C et 1250°C, et des premiers moyens d'amenée du premier gaz ;
- au moins un carneau d'introduction du premier gaz présentant au moins une bouche d'entrée raccordée aux premiers moyens d'amenée du premier gaz et au moins une bouche de sortie débouchant dans le tronçon de décarbonatation ;
- des seconds moyens de génération agencés pour générer un second gaz oxydant présentant une température comprise entre 1250°C et 1450°C, et des seconds moyens d'amenée du second gaz ;
- au moins un carneau d'introduction du second gaz présentant au moins une bouche d'entrée raccordée aux seconds moyens d'amenée du second gaz et au moins une bouche de sortie débouchant dans le tronçon de clinkérisation ; et
- des premiers moyens d'aspiration des premier et second gaz issus du tronçon d'alimentation.
Le terme « boulette » est utilisé comme synonyme de granule ou encore de boulet.
Le clinker fabriqué par le four selon l'invention peut être un clinker sulfo-alumineux, sulfo-alumineux bélitique, alinitique, fluoro alinitique, chloro- alumineux, ou plus généralement tout clinker se formant en solution solide sans génération de phase liquide. De préférence, les boulettes de cru contiennent du calcium, de l'aluminium, de la silice, du fer, et du soufre sous forme minérale combinée comme les oxydes, les hydroxydes, les carbonates, les chlorures ou les sulfates.
L'utilisation du second gaz oxydant, c'est-à-dire en excès d'air, est particulièrement avantageuse en ce qu'elle empêche la formation de zones réductrices dans le tronçon de clinkérisation, et par suite empêche la formation de la phase C12A7 préjudiciable.
Le premier et le second gaz remontent à contre courant des boulettes de cru déversées dans l'enceinte. Ainsi, les échanges thermiques entre les boulettes de cru et les premier et second gaz sont maximisés.
La dissociation des moyens d'amenée du premier et du second gaz permet de contrôler finement le profil de température dans le tronçon de décarbonatation et de clinkérisation.
Les premiers moyens d'extraction permettent d'ajuster finement le temps de séjour du cru dans le tronçon de clinkérisation.
Ainsi, la régularité d'un clinker fabriqué avec une installation équipée d'un four droit selon l'invention est :
- meilleure que celle d'un clinker fabriqué avec l'installation décrite dans le document CN1094383 ; et
- sensiblement identique à celle d'un clinker fabriqué avec l'installation décrite dans le document FR2928643.
Une installation équipée du four droit selon l'invention présente une capacité de production supérieure à celle de l'installation décrite dans le document FR2928643.
Enfin, le four droit selon l'invention ne nécessite plus que les boulettes de cru soient mélangées à un combustible solide, ce qui permet de s'affranchir des inconvénients liés à l'utilisation d'un combustible solide.
Le four droit selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Suivant une caractéristique, l'au moins un carneau d'introduction du premier gaz est agencé pour amener le premier gaz dans le tronçon de décarbonatation, depuis l'extrémité aval de ce tronçon de décarbonatation et/ou le carneau d'introduction du second gaz est agencé pour amener le second gaz dans le tronçon de clinkérisation, depuis l'extrémité aval de ce tronçon de clinkérisation. Ainsi, les premier et second gaz remontent les boulettes de cru à contre courant sur toute la longueur des tronçons de décarbonatation et de clinkérisation, de telle sorte que les échanges thermique sont maximisés.
Dans cette description les termes « amont » et « aval » sont utilisés en référence au sens d'écoulement du cru dans l'enceinte.
Un talus formé par des boulettes de cru plus ou moins décarbonatées ou clinkérisées présente une pente comprise entre 20° et 40° quelle que soit la nature ou la granulométrie des boulettes de cru.
Aussi, l' au moins une bouche d'entrée de l'au moins un carneau d'introduction du premier gaz s'étend, de préférence, au dessus d'une surface passant par le point le plus haut de la bouche de sortie du carneau d'introduction du premier gaz et formant un angle compris entre 20° et 40° avec l'horizontale ; et/ou
l'au moins une bouche d'entrée de l'au moins un carneau d'introduction du second gaz s'étend au dessus d'une surface passant par le point le plus haut de la bouche de sortie du carneau d'introduction du second gaz et formant un angle compris entre 20° et 40° avec l'horizontale.
Dès lors, l'au moins une bouche d'entrée de l'au moins un carneau d'introduction du premier et second gaz ne sont pas obturées par le cru formant lesdits talus.
Suivant un autre mode de réalisation, la paroi inférieure de l'au moins un carneau d'introduction du premier gaz et/ou la paroi inférieure de l'au moins un carneau d'introduction du second gaz sont inclinées par rapport à la verticale formant un angle compris entre 30° et 60°, et de préférence compris entre 35° et 45°.
Suivant un mode de réalisation, l'au moins un carneau d'introduction du premier gaz et/ou l'au moins un carneau d'introduction du second gaz sont tubulaires.
Suivant un autre mode de réalisation, l'au moins un carneau d'introduction du premier gaz et/ou l'au moins un carneau d'introduction du second gaz sont annulaires.
Ainsi, l'introduction des premier et/ou second gaz est réalisée, circonférentiellement.
Suivant un mode de réalisation, l'au moins une bouche d'entrée de l'au moins un carneau d'introduction du premier gaz et/ou l'au moins une bouche d'entrée de l'au moins un carneau d'introduction du second gaz s'étendent selon des axes sensiblement verticaux.
Avantageusement, le tronçon d'alimentation, le tronçon de décarbonatation, le tronçon de clinkérisation et le premier tronçon de collection du clinker présentent des sections transversales circulaires.
Des sections transversales circulaires plutôt que rectangulaires ou autres permettent de faciliter l'écoulement des boulettes de cru à travers l'enceinte et simplifient la fabrication de l'enceinte.
De préférence, le tronçon d'alimentation, le tronçon de décarbonatation, le tronçon de clinkérisation et le premier tronçon de collection du clinker s'étendent selon un même axe vertical.
Ainsi, l'encombrement du four droit est réduit.
Suivant un mode de réalisation, le four droit comporte :
- un second tronçon de collection disposé entre le tronçon de décarbonatation et le tronçon de clinkérisation ; et
- des seconds moyens d'extraction agencés pour extraire les boulettes de cru décarbonatées contenues dans le second tronçon de collection et les amener au tronçon de clinkérisation, ces seconds moyens d'extraction étant adaptés pour moduler le débit d'extraction des boulettes de cru décarbonatées.
Les seconds moyens d'extraction permettent d'ajuster finement le temps de séjour des boulettes de cru dans le tronçon de décarbonatation.
Suivant une possibilité, le tronçon d'alimentation, le tronçon de décarbonatation et le second tronçon de collection s'étendent selon un premier axe vertical ; et
le tronçon de clinkérisation et le premier tronçon de collection s'étendent selon un deuxième axe vertical décalé par rapport au premier axe vertical.
Avantageusement, les premiers et/ou seconds moyens d'extraction comprennent :
- une partie supérieure fixe et une partie inférieure mobile délimitant un tronçon de raccordement, ce tronçon étant pourvu d'une bouche d'entrée et d'une bouche de sortie décalées verticalement et horizontalement ; la partie inférieure mobile étant déplaçable dans une direction déterminée alternativement entre une position avancée et une position reculée, pour permettre l'écoulement, respectivement, du clinker et des boulettes de cru décarbonatées dans un des tronçons de raccordement ; et
- des moyens de déplacement et de guidage de la partie inférieure mobile relativement à la partie supérieure fixe.
Les premiers et/ou seconds moyens d'extraction comprennent ainsi des moyens d'extraction de type extracteur à tiroir (encore appelé « reciprocating feeder » en langue anglaise).
Le temps de séjour des boulettes de cru dans le tronçon de décarbonatation et/ou dans le tronçon de clinkérisation peut être ajusté en jouant sur la fréquence et sur la course de la partie mobile.
De préférence, la partie supérieure fixe des premiers moyens d'extraction présente une tubulure d'amenée d'air ambiant équipée de moyens de régulation du débit d'air ambiant amené.
Une telle tubulure permet de réguler le débit d'air dans les seconds moyens d'extraction et par suite de maîtriser le refroidissement du clinker.
Le refroidissement du clinker permet de limiter les risques de collage et de colmatage des premiers moyens d'extraction.
Suivant une caractéristique, la partie supérieure fixe des deuxièmes moyens d'extraction présente une tubulure d'amenée d'air ambiant équipée de moyens de régulation du débit d'air ambiant amené.
Une telle tubulure permet de réguler le débit d'air dans les seconds moyens d'extraction et par suite d'y maîtriser plus finement la température.
Suivant une autre caractéristique, l'enceinte comprend une enveloppe externe métallique, et une enveloppe interne réalisée par empilement d'au moins:
- un premier revêtement en un matériau thermiquement isolant monté sur l'enveloppe externe métallique ; et
- un deuxième revêtement en un matériau réfractaire monté sur le premier revêtement.
Le premier revêtement protège l'enveloppe externe métallique de la dilatation thermique. Le deuxième revêtement protège le premier revêtement contre l'abrasion.
La présence conjointe d'un premier revêtement en un matériau thermiquement isolant et d'un deuxième revêtement en un matériau réfractaire permet de protéger l'enveloppe externe métallique de l'enceinte de l'affaiblissement qui serait normalement provoqué si celle-ci atteignait la température du cru, dont la température va en s'accroissant à mesure que ce cru s'écoule dans l'enceinte.
L'invention concerne également une installation pour la fabrication d'un clinker comportant :
- un four droit tel que présenté ci-avant ; et
- un refroid isseur, de préférence un refroidisseur à grilles à déplacement alternatif, agencé pour refroidir le clinker extrait par les premiers moyens d'extraction.
L'invention concerne en outre un procédé de fabrication d'un clinker, comprenant les étapes suivantes :
- prévoir un four droit selon l'invention ;
- amener un premier gaz présentant une température comprise entre 950°C et 1250°C dans le tronçon de décarbonatation ; et
- amener un second gaz oxydant présentant une température comprise entre 1250°C et 1450°C dans le tronçon de clinkérisation.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, deux fours droits selon l'invention.
Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un premier four droit ;
Figure 2 est une vue en coupe transversale du four droit de figure 1 selon une ligne l l-ll ;
Figure 3 est une représentation schématique d'une installation équipé du four droit de figure 1 ;
Figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'un second four droit ; et
Figure 5 est une vue en coupe transversale d'une variante des fours droit des figures 1 et 4 selon la ligne l l-ll.
Les figures 1 et 2 représentent un four 2 droit pour la fabrication d'un clinker. Le four 2 comporte une enceinte 4 tubulaire.
L'enceinte 4 comprend une enveloppe externe 6 métallique, et une enveloppe interne 8 réalisée par empilement :
- d'un revêtement 10 en un matériau thermiquement isolant monté sur l'enveloppe externe 6; et
- d'un revêtement 12 en un matériau réfractaire monté sur le revêtement 10. Le revêtement 10 en un matériau thermiquement isolant est caractérisé par une conductivité thermique à 1000°C comprise entre 0,05 et 0,4 W/m.K, une densité comprise entre 50 et 500 kg/m3, et une résistance à la compression comprise entre 0,1 et 0,5 MPa.
Le revêtement 12 en un matériau réfractaire est caractérisé par une conductivité thermique à 1000°C comprise entre 0,2 et 2,5 W/m.K, une densité comprise entre 1000 et 3000 kg/m3, et une résistance à la compression comprise entre 20 et 120 MPa. Par exemple, le matériau réfractaire peut être du carbure de silicium.
L'enceinte 4 comprend de haut en bas un tronçon d'alimentation
14, un tronçon de décarbonatation 16, un tronçon de collection 18, un tronçon de clinkérisation 20 et un tronçon de collection 22.
Le tronçon d'alimentation 14, le tronçon de décarbonatation 16, le tronçon de collection 18, le tronçon de clinkérisation 20 et le tronçon de collection 22 présentent des sections transversales circulaires.
Le tronçon d'alimentation 14, le tronçon de décarbonatation 16 et le tronçon de collection s'étendent selon un premier axe vertical.
Le tronçon de clinkérisation 20 et le tronçon de collection 22 s'étendent selon un second axe vertical.
Le four 2 comporte un sas 24 d'introduction de boulettes de cru dans le tronçon d'alimentation 14. Dans l'exemple, le sas 24 est rotatif. Le sas 24 est étanche de manière à limiter le débit d'air ambiant susceptible de pénétrer dans l'enceinte 4.
Le four 2 comporte des moyens de génération 23 (représentés à la figure 3) d'un premier gaz présentant une température comprise entre 950°C et 1250°C. Le premier gaz peut être un gaz oxydant ou réducteur.
Un premier gaz réducteur ne serait pas préjudiciable dans la mesure où ce premier gaz remonte depuis le tronçon de décarbonatation 16 en direction du tronçon d'alimentation 14 situé directement au-dessus sans traverser le tronçon de clinkérisation 20 situé en-dessous. Les moyens de génération 23 du premier gaz sont décrits par la suite.
Le four 2 comporte des gaines 25 (représentés à la figure 3) formant moyens d'amenée du premier gaz dans le tronçon de décarbonatation 16.
Le four 2 comporte des carneaux 26 d'introduction du premier gaz.
Les carneaux 26 sont tubulaires. Chaque carneau 26 présente une bouche d'entrée 26a raccordée à une gaine 25 et une bouche de sortie 26b débouchant dans le tronçon de décarbonatation 16.
Chaque carneau 26 présente une paroi inférieure sur laquelle est susceptible de se former un talus de boulettes de cru décarbonatées. La paroi inférieure est inclinée par rapport à la verticale d'un angle de l'ordre de 40°. Ainsi, le talus s'écoule plus facilement dans l'enceinte et ne stagne pas dans le carneau 26.
Chaque bouche d'entrée 26a d'un carneau 26 est agencée pour s'étendre à distance d'un talus respectif. Ici, chaque bouche d'entrée 26a s'étend selon un axe vertical.
Le four 2 comporte des moyens de génération 27 (représentés à la figure 3) d'un second gaz présentant une température comprise entre 1250°C et 1450°C. Ce second gaz est oxydant de manière à empêcher la formation de zones réductrices dans le tronçon de clinkérisation 20 et par suite empêcher la formation de la phase C12A7 préjudiciable lors de la clinkérisation. Les moyens de génération 27 du second gaz sont décrits par la suite.
Le four 2 comporte des gaines 29 (représentés à la figure 3) formant moyens d'amenée du second gaz dans le tronçon de clinkérisation 20.
Le four 2 comporte des carneaux 28 d'introduction du second gaz. Les carneaux 28 sont tubulaires. Chaque carneau 28 présente une bouche d'entrée 28a raccordée à une gaine 29 et une bouche de sortie 28b débouchant dans le tronçon de clinkérisation 20.
Chaque carneau 28 présente une paroi inférieure horizontale sur laquelle est susceptible de se former un talus de boulettes de cru décarbonatées et clinkérisées, formant le clinker. La paroi inférieure est inclinée par rapport à la verticale d'un angle de l'ordre de 40°. Ainsi, le talus s'écoule plus facilement dans l'enceinte et ne stagne pas dans le carneau 28.
Chaque bouche d'entrée 28a d'un carneau 28 est agencées pour s'étendre à distance d'un talus respectif. Ici, chaque bouche d'entrée 28a s'étend selon un axe vertical.
Le four 2 comporte des moyens d'aspiration des premier et second gaz issus du tronçon d'alimentation 14 (représentés à la figure 3). Ces moyens d'aspiration comprennent un carneau 30 débouchant dans le tronçon d'alimentation14 et un ventilateur de tirage (non représenté). Le four 2 comporte des moyens d'extraction agencés pour extraire le cru décarbonaté contenu dans le tronçon de collection 18. Les moyens d'extraction sont ici réalisés sous forme d'un extracteur à tiroir 34.
La partie supérieure de l'extracteur à tiroir 34 est équipée d'une tubulure 32 d'amenée d'air ambiant et de moyens de régulation du débit d'air ambiant. Ces moyens de régulation sont ici réalisés sous forme d'un clapet 33.
Le four 2 comporte des moyens d'extraction agencés pour extraire le clinker contenu dans le tronçon de collection 22. Les moyens d'extraction sont ici réalisés sous forme d'un extracteur à tiroir 36.
Les extracteurs à tiroir 34 et 36 sont sensiblement identiques.
Aussi, par la suite seul l'extracteur à tiroir 36 est décrit en détails.
L'extracteur à tiroir 36 comprend une partie supérieure 38 fixe et une partie inférieure 40 mobile délimitant un tronçon de raccordement. Ce tronçon de raccordement est pourvu d'une bouche d'entrée 42 raccordée au tronçon de collection 22 et d'une bouche de sortie 44 raccordée à un refroidisseur 45 (représenté à la figure 3). Les bouches d'entrée 42 et de sortie 44 sont décalées verticalement et horizontalement.
La partie supérieure 38 de l'extracteur à tiroir 36 est équipée d'une tubulure 46 d'amenée d'air ambiant et de moyens de régulation du débit d'air ambiant. Ces moyens de régulation sont ici réalisés sous forme d'un clapet 48.
La partie inférieure 40 mobile est déplaçable dans une direction 50 déterminée alternativement entre une position avancée et une position reculée, pour permettre l'écoulement du clinker contenu dans le tronçon de collection 22.
L'extracteur à tiroir comprend des moyens de déplacement et de guidage de la partie mobile relativement à la partie fixe. Les moyens de déplacement comprennent par exemple un vérin pneumatique 52.
Les moyens de guidage comprennent des roulettes 54 fixées sous la partie mobile et engagées dans des rails 56.
Le débit d'extraction du clinker peut être modulé en jouant sur la fréquence et sur la course de la partie mobile. Une augmentation de la fréquence augmente le débit d'extraction. Une diminution de la fréquence réduit le débit d'extraction. Un allongement de la course augmente le débit d'extraction. Un raccourcissement de la course diminue le débit d'extraction.
Le four 2 comporte enfin : - des capteurs de température des premier et second gaz amenés (non représentés) ;
- des capteurs de mesure de la pression des premier et second gaz amenés (non représentés) ;
- des capteurs de mesure de la température du cru à l'intérieur des tronçons de décarbonatation 16 et de clinkérisation 20 (non représentés), tel que des pyromètres ; et
- une unité de commande (non représentée) agencée pour commander les moyens de génération 23, 27 des premier gaz et second gaz en fonction des mesures réalisées par les capteurs de mesure.
Un procédé de fonctionnement du four est maintenant décrit.
Des boulettes de cru contenant du calcium, de l'aluminium, de la silice, du fer, et du soufre, de préférence sous forme minérale combinée comme les oxydes, les hydroxydes, les carbonates, les chlorures ou les sulfates, sont déversées dans le tronçon d'alimentation14 par l'intermédiaire du sas 24. Les boulettes de cru s'écoulent par gravité dans l'enceinte 4.
A mesure que les boulettes de cru s'écoulent dans le tronçon d'alimentation 14, les premier et second gaz remontent dans l'enceinte 4, et portent les boulettes de cru à une température de l'ordre de 600°C. Les boulettes de cru sont séchées, préchauffées, et subissent certaines transformations chimiques, telle que la déshydroxylation de la bauxite.
La longueur et la section du tronçon d'alimentation 14 sont dimensionnées afin de garantir un temps de séjour minimum des boulettes de cru dans le tronçon d'alimentation 14. En effet, il est nécessaire que ces transformations chimiques ne soient pas trop rapides afin d'éviter l'altération des boulettes de cru.
Les boulettes de cru s'écoulent ensuite dans le tronçon de décarbonatation 16. Le premier gaz et le second gaz remontent à travers les boulettes de cru. Par suite, les boulettes de cru sont portées à une température comprise entre 850°C et 950°C, et sont décarbonatées.
La longueur et la section du tronçon de décarbonatation 16 sont dimensionnées de manière à ce que le temps de séjour des boulettes de cru dans le tronçon de décarbonatation 16 soit égal à un temps déterminé.
Les boulettes de cru décarbonatées sont collectées dans le tronçon de collection 18. L'extracteur à tiroir 34 extrait, à un débit déterminé, les boulettes de cru du tronçon de collection 18 sous l'effet du déplacement alternatif de sa partie mobile relativement à sa partie fixe, et amène les boulettes de cru décarbonaté dans le tronçon de clinkérisation 20 raccordé à la bouche de sortie de l'extracteur à tiroir 34.
Les boulettes de cru s'écoulent dans le tronçon de clinkérisation 20. Le second gaz remonte à travers les boulettes de cru. Par suite, les boulettes de cru sont portées à une température comprise entre 1280°C et 1450°C et sont clinkérisées.
La longueur et la section du tronçon de clinkérisation 20 sont dimensionnées de manière à ce que le temps de séjour des boulettes de cru dans le tronçon de clinkérisation 20 soit égal à un temps déterminé.
Enfin, les boulettes de cru décarbonatées et clinkérisées, sont collectées dans le tronçon de collection 22.
L'extracteur à tiroir 36 extrait, à un débit déterminé, le clinker du tronçon de collection 22 sous l'effet du déplacement alternatif de sa partie mobile 38 relativement à sa partie fixe 40, et amène ce clinker dans le refroidisseur 45 raccordé à la bouche de sortie 44 de l'extracteur à tiroir 36.
Une installation 50 équipée du four 2 et son procédé de fonctionnement sont maintenant décrits en référence à la figure 3.
Initialement, le cru est broyé, homogénéisé et bouleté, par exemple par une presse à rouleaux 52.
Un dispositif de manutention, par exemple un élévateur à godet 54, collecte les boulettes de cru et alimente le sas 24 du four 2.
Le four 2 transforme alors chimiquement les boulettes de cru en clinker (tel que décrit ci-avant). L'extracteur à tiroir 36 amène le clinker à l'intérieur du refroidisseur 45 (représenté à la figure 3).
Le refroidisseur 45 est ici un refroidisseur à grilles à déplacement alternatif, plutôt qu'un refroidisseur rotatif ou qu'un refroidisseur à ballonnets. Le refroidisseur 45 comprend une batterie de ventilateurs 56 insufflant de l'air dans une chambre 58 à travers laquelle est convoyé le clinker.
Le clinker refroidi est récupéré en aval du refroidisseur 45 par un convoyeur 60, par exemple un convoyeur à chaîne, adapté pour transporter le clinker à une température de l'ordre de 150°C à 250°C. Le convoyeur 60 transporte le clinker jusqu'à un silo 62, où celui-ci est stocké en vue d'être broyé. L'air insufflé par les ventilateurs 56, après s'être réchauffé au contact du clinker, est extrait de la chambre 58 par une gaine 64 débouchant à une extrémité amont du refroidisseur 45 et par une gaine 66 débouchant à une extrémité aval du refroidisseur 45.
L'air le plus chaud, extrait par la gaine 64 est conduit à l'intérieur d'un pot de mélange 68 dont la fonction apparaîtra par la suite. La gaine 64 est équipée d'un clapet 70.
L'air le moins chaud, extrait par la gaine 66, est conduit jusqu'à des gaines 72 et 74. La gaine 72 alimente un système de séchage du cru avant broyage (non représenté) sous l'effet d'un ventilateur de tirage 75.
La gaine 74 rejoint une gaine 76 raccordée au carneau 30. L'air conduit par la gaine 74 élève la température des premier et second gaz provenant du carneau 30 au dessus du point de rosée. La gaine 74 est équipée d'un clapet 75.
La gaine 76 conduit ainsi les premier et second gaz provenant de l'enceinte 4 et l'air chaud provenant du refroidisseur 45 vers un filtre 78, par exemple un filtre à manche. Le filtre 78 dépoussière et rejette les premier et second gaz provenant de l'enceinte 4 et l'air chaud provenant du refroidisseur 45 dans l'atmosphère par une cheminée 79, sous l'effet d'un ventilateur de tirage 80.
La gaine 76 est raccordée à une gaine 81 d'amenée d'air frais. Cette gaine 81 est équipée d'un clapet 82 susceptible d'être ouvert lorsque la température à l'aspiration du filtre 78 dépasse une valeur maximale spécifiée par le fournisseur.
Les moyens de génération 23 du premier gaz sont maintenant décrits. Les moyens de génération 23 comprennent un générateur 84 d'un gaz à très haute température et le pot de mélange 68. Le générateur 84 comprend un foyer 85, un ventilateur 86, et une source de combustible 87. Le générateur 84 est par exemple un générateur à charbon pulvérisé. Le gaz à très haute température produit par le générateur 84 est amené au pot 68 par une gaine 88. La gaine 88 est équipée d'un clapet 89.
Le pot 68 forme le premier gaz en mélangeant de l'air chaud provenant du refroidisseur 45 amené par la gaine 64 et le gaz chaud amené par la gaine 88. Le pot 68 est raccordé aux carneaux 26 par les gaines 25.
Le pot 68 est équipé de brûleurs, par exemple des brûleurs à gaz.
Les brûleurs 90 permettent d'assurer une assistance lors des phases de démarrage, et de réguler finement la température du premier gaz formé dans le pot 68.
Les moyens de génération 27 du second gaz sont maintenant décrits. Les moyens de génération 27 comprennent un foyer 92, un ventilateur 93, et une source de combustible 94, telle que du gaz naturel, configurés pour générer le second gaz oxydant.
La circulation des premier et second gaz dans l'installation 50 est assurée par le ventilateur de tirage 80 disposé en aval du filtre 78.
En particulier, le ventilateur 80 génère un gradient de pression à l'intérieur de l'enceinte 4, de telle sorte que le point de pression le plus élevé de l'enceinte 4 soit le tronçon de collection 22, sensiblement à pression atmosphérique, et le point de pression le moins élevé de l'enceinte 4 soit le tronçon d'alimentation 14. Ainsi, les premier et second gaz remontent l'enceinte 4 à contre-courant des boulettes de cru, puis sont aspirés par le carneau 30.
Le ventilateur 80 est dimensionné de manière à vaincre les pertes de charges résultant de la présence des boulettes de cru dans l'enceinte 4, de la présence du filtre 78, de la présence des carneaux 26, 28, 30, des gaines 25, 29, 64, 66, 72, 74, 76 et 81 , de la présence du pot 68 et de la présence des clapets 70, 75 et 89. En proportion de leur degré de fermeture, ces clapets 70, 75 et 89 provoquent une perte de charge plus ou moins importante. Ainsi, les clapets 70, 75 et 89 permettent d'équilibrer les pertes de charge dans l'installation 50.
La figure 4 représente un four 2' identique au four 2 à l'exception que le tronçon de collection 18, le carneau 32 et l'extracteur à tiroir 34 sont omis. En outre, le tronçon d'alimentation 14, le tronçon de décarbonatation 16, le tronçon de clinkérisation 20 et le tronçon de collection 22 s'étendent selon un même axe vertical.
La figure 5 représente une variante des fours 2 et 2' dans lesquels le carneau 26 est remplacé par un carneau 126 annulaire. Le carneau 126 présente des bouches d'entrée 126a s'étendant selon des axes verticaux et une bouche de sortie 126b annulaire.
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution présentées, elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation. Les ventilateurs d'air de combustion 86 et 93 peuvent notamment être partiellement ou totalement remplacés par des injections d'oxygène.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Four droit (2 ; 2') pour la fabrication d'un clinker, comportant :
- une enceinte (4) tubulaire comprenant de haut en bas un tronçon d'alimentation (14) conçu pour recevoir des boulettes de cru, un tronçon de décarbonatation (16), un tronçon de clinkérisation (20) et un premier tronçon de collection (22) conçu pour collecter des boulettes de cru décarbonatées et clinkérisées, formant ledit clinker, le tronçon d'alimentation (14), le tronçon de décarbonatation (16), le tronçon de clinkérisation (20) et le premier tronçon de collection (22) s'étendant chacun selon un axe vertical ;
- des premiers moyens d'extraction (36) agencés pour extraire le clinker du premier tronçon de collection (22), et adaptés pour moduler le débit d'extraction du clinker ;
- des premiers moyens de génération agencés pour générer un premier gaz présentant une température comprise entre 950°C et 1250°C, et des premiers moyens d'amenée du premier gaz ;
- au moins un carneau d'introduction (26 ; 126) du premier gaz présentant au moins une bouche d'entrée (26a ; 126a) raccordée aux premiers moyens d'amenée du premier gaz et au moins une bouche de sortie (26b ; 126b) débouchant dans le tronçon de décarbonatation (16) ;
- des seconds moyens de génération agencés pour générer un second gaz oxydant présentant une température comprise entre 1250°C et 1450°C, et des seconds moyens d'amenée du second gaz ;
- au moins un carneau d'introduction (28) du second gaz présentant au moins une bouche d'entrée (28a) raccordée aux seconds moyens d'amenée du second gaz et au moins une bouche de sortie (28b ) débouchant dans le tronçon de clinkérisation (20) ; et
- des premiers moyens d'aspiration des premier et second gaz issus du tronçon d'alimentation (14).
2. Four droit (2 ; 2') selon la revendication 1 , dans lequel la paroi inférieure de l'au moins un carneau (26 ; 126) d'introduction du premier gaz et/ou la paroi inférieure de l'au moins un carneau (28) d'introduction du second gaz sont inclinées par rapport à la verticale formant un angle compris entre 30° et 60°, et de préférence compris entre 35° et 45°.
3. Four droit (2 ; 2') selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel l'au moins un carneau (26 ) d'introduction du premier gaz et/ou l'au moins un carneau (28) d'introduction du second gaz sont tubulaires.
4. Four droit (2 ; 2') selon l'une quelconque des revendications 1 à
3, dans lequel l'au moins un carneau (126) d'introduction du premier gaz et/ou l'au moins un carneau d'introduction du second gaz sont annulaires.
5. Four droit (2 ; 2') selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'au moins une bouche d'entrée (26a ; 126a) de l'au moins un carneau (26 ; 126) d'introduction du premier gaz et/ou l'au moins une bouche d'entrée (28a) de l'au moins un carneau (28) d'introduction du second gaz s'étendent selon des axes sensiblement verticaux.
6. Four droit (2 ; 2') selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le tronçon d'alimentation (14), le tronçon de décarbonatation (16), le tronçon de clinkérisation (20) et le premier tronçon de collection (22) présentent des sections transversales circulaires.
7. Four droit (2') selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le tronçon d'alimentation (14), le tronçon de décarbonatation (16), le tronçon de clinkérisation (20) et le premier tronçon de collection (22) s'étendent selon un même axe vertical.
8. Four droit (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, lequel comporte :
- un second tronçon de collection (18) disposé entre le tronçon de décarbonatation (16) et le tronçon de clinkérisation (20) ; et
- des seconds moyens d'extraction (34) agencés pour extraire les boulettes de cru décarbonatées contenues dans le second tronçon de collection et les amener au tronçon de clinkérisation (20), ces seconds moyens d'extraction étant adaptés pour moduler le débit d'extraction des boulettes de cru décarbonatées.
9. Four droit (2) selon la revendication 8, dans lequel le tronçon d'alimentation (14), le tronçon de décarbonatation (16) et le second tronçon de collection (18) s'étendent selon un premier axe vertical ; et
le tronçon de clinkérisation (20) et le premier tronçon de collection (22) s'étendent selon un deuxième axe vertical décalé par rapport au premier axe vertical.
10. Four droit (2 ; 2') selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel les premiers et/ou seconds moyens d'extraction comprennent :
- une partie supérieure (38) fixe et une partie inférieure (40) mobile délimitant un tronçon de raccordement, ce tronçon de raccordement étant pourvu d'une bouche d'entrée (42) et d'une bouche de sortie (44) décalées verticalement et horizontalement ;
la partie inférieure (40) mobile étant déplaçable dans une direction (50) déterminée alternativement entre une position avancée et une position reculée, pour permettre l'écoulement, respectivement, du clinker et des boulettes de cru décarbonatées dans un des tronçons de raccordement (22; 18) et
- des moyens de déplacement et de guidage de la partie inférieure (40) mobile relativement à la partie supérieure (38) fixe.
1 1 . Four droit (2 ; 2') selon la revendication 10, dans lequel la partie supérieure (38) fixe des moyens d'extraction présente une tubulure (46) d'amenée d'air ambiant équipée de moyens de régulation du débit d'air ambiant amené.
12. Installation (50) pour la fabrication d'un clinker comportant :
- un four droit (2 ; 2') selon l'une quelconque des revendications 1 à
1 1 ; et
- un refroidisseur (45), de préférence un refroidisseur à grilles à déplacement alternatif, agencé pour refroidir le clinker extrait par les moyens d'extraction.
13. Procédé de fabrication d'un clinker, comprenant les étapes suivantes : - prévoir un four droit selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 ;
- amener un premier gaz présentant une température comprise entre 950°C et 1250°C dans le tronçon de décarbonatation (16) ; et
- amener un second gaz oxydant présentant une température comprise entre 1250°C et 1450°C dans le tronçon de clinkérisation (20).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115521161A (zh) * 2022-10-21 2022-12-27 尚勇杰 一种煤矸石脱碳处理装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2022557A1 (de) * 1970-05-08 1972-01-27 Krupp Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Brennen und Sintern von feinkoernigem Gut,vorzugsweise von Zementrohmehl
EP0033688A1 (fr) * 1980-01-30 1981-08-12 Creusot-Loire Entreprises Procédé et dispositif de fabrication de clinker de ciment
US5044942A (en) * 1990-01-18 1991-09-03 Gas Research Institute Cement shaft suspension furnace and process
DE4116300A1 (de) * 1991-05-14 1992-11-19 Fels Werke Gmbh Verfahren und schraegschachtofen zum brennen von stueckigen oder koernigen schuettguetern, wie kalkstein, dolomit oder sonstigen karbonatischen gesteinen
US5188668A (en) * 1991-08-06 1993-02-23 Gas Research Institute Cement advanced furnace and process
CN101852542A (zh) * 2010-01-23 2010-10-06 陈久斌 竖窑
US20120028203A1 (en) * 2010-07-27 2012-02-02 Flsmidth A/S High capacity shaft kiln

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2022557A1 (de) * 1970-05-08 1972-01-27 Krupp Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Brennen und Sintern von feinkoernigem Gut,vorzugsweise von Zementrohmehl
EP0033688A1 (fr) * 1980-01-30 1981-08-12 Creusot-Loire Entreprises Procédé et dispositif de fabrication de clinker de ciment
US5044942A (en) * 1990-01-18 1991-09-03 Gas Research Institute Cement shaft suspension furnace and process
DE4116300A1 (de) * 1991-05-14 1992-11-19 Fels Werke Gmbh Verfahren und schraegschachtofen zum brennen von stueckigen oder koernigen schuettguetern, wie kalkstein, dolomit oder sonstigen karbonatischen gesteinen
US5188668A (en) * 1991-08-06 1993-02-23 Gas Research Institute Cement advanced furnace and process
CN101852542A (zh) * 2010-01-23 2010-10-06 陈久斌 竖窑
US20120028203A1 (en) * 2010-07-27 2012-02-02 Flsmidth A/S High capacity shaft kiln

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115521161A (zh) * 2022-10-21 2022-12-27 尚勇杰 一种煤矸石脱碳处理装置

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