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"PROCEDE ET APPAREIL POUR LA CUISSON DU CIMENT"
On sait queles fours rotatifs pour la cuisson du ciment, de la chux, et analogues, ne travaillent pas aus- si économiquement qu'il serait désirable, en partie pour la raison que les gaz de la combustion n'ont pas l'occasion de transmettre toute la chaleur qu'ils renferment aux matières premières (mélange humide ou pulvérisé) introduites dans le four et dont ils sortent par suite à une température plutôt
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élevée, et en partie du fait que la vitesse de sortie de a-4u,vt- ces gaz est très grande, raison pour laquelle ils surtout lorsque le travail s'opère à sec, des quantités très importantes des matières pulvérulentes à cuire, du perte dans la production.
La présente invention a pour but de rendre plus économique lefour rotatif en réduisant matériellement l'im- portance de ces deux inconvénients.
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Pour ce faire, on augmente la section transversale /tM< du/la aelenNe de gaz de la combustion, au plutôt celle des à conduits par lesquels ils passent, et, en même temps, la surface des matières traitées en princiep dans la. zone
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/ ' de séchage ou dans celle de réchauffage, ou dans les deux P.Q9w (. Ce net, suivant l'invention, on obtient ce résultat. en dirigeant les gaz de la combustion, de méme que les matières traitées, b par des tubes ou conduits disposés à l'extérieur du tube du four et supportés par lui, communiquant librement avec l'intérieur de de tube et tournant avec lui.
Grâce à cette disposition, on a l'avantage que, d'une part, la- vitesse des gaz est tellement réduite que les particules les plus grosses des poussières qu'ils entraînent se déposent dans le four et, d'autre part, que ces gaz ont plus de temps pour transmettre leur chaleur aux matières traitées.
En outre, aes tubes ou conduits ont ensemble une capacité de transport beaucoup plus grande que le tube lui-mê- me, et il devient par suite possible, en laissant les matières s'accumuler dans ces tubes ou conduits, d'augmenter sans incon- vénient leur degré de remplissage et, par là, de prolonger le temps pendant lequel les matières traitées restent dans la zone de séchage; il en résulte un meilleur rendement calori- qu'e des gaz de la combustion pour le séchage et le réchauffage dans cette zone et, en conséquence, une augmentation automati- que de la longueur de la zone de cuisson.
L'invention présente de plus l'avantage de pouvoir s'appliquer facilement à des fours rotatifs de modèles courants déjà. construits, ce qui rend possible une augmentation nota- ble de leur production et une économie dans leur fonctionne- ment sans qu'il y ait lieu de rallonger en fait le tube lui- même du four ni d'apporter aux bâtiments des modifications correspondantes, etc...
L'invention présente en dernier lieu l'avantage que, le long de la zone intéressée du four, les ma- tières traitées sont, dans une-certaine mesure, distri'buées
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uniformément sur la périphérie du four, c'est-à-dire dans les tubes ou conduits qui sont répartis, uniformément autour du four, si bien que la force motrice nécessaire pour faire tour- ner le four se trouve inférieure à celle utilisée dans les conditions normales ou les matières traitées sont, dans une
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certaine mesure, sur un seul cote du four et doivent en consé- /temps , tel quence être montées continuellement en même/que le aôté du four tournant vers le haut.
On peut augmenter encore davantage la,, faculté qu' ont les matières traitées d'absorber la chaleur amenée par les gaz de la combustion selon l'invention, grâce à des moyens connus tels que des anneaux en saillie à l'intérieur de la;. paroi du tube, ou bien des chaînes, ou analogues, suspendues à l'intérieur du tube.
Suivant les circonstances, on peut diriger tous les gaz de la combustion et toutes les matières à traiter par les tubes ou conduits, ou bien on peut en laisser passer une partie par la partie du tube du four se trouvant à l'intérieur de ces tubes ou conduits. De même, et suivant les circons- tances, on peut diriger les gaz de la combustion et les ma- tières traitées directement à travers les tubes ou conduits en établissant des courants parallèles entre eux, ou bien à travers deux ou plusieurs tube ou conduits dans lesquels les courantspassent de l'un à l'autre.
On a avantage à introduire dans les tubes ou con- duits des dispositifs destinés à concasser ou à pulvériser les matières sèches, ce qui facilite leur cuisson.
On a antérieurement proposé d'augmenter la surface présentée par les matières traitées en divisant l'intérieur du tube du four en plusieurs tubes ou conduits, mais ceci a étéeffectué sans quel'on n'ait augmenté en même tempsla section transversale de l'intérieur, ou de passage des gaz. de la combustion. Cette section transversale s'est, en fait,
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trouvée plutôt réduite par suite de l'adjonction de ces dis- positifsqui n'ont pas permis d'obtenir les avantages résul- tant de l'application de la, présente invention.
D'autres avantages et particularités de l'inven- tion ressortiront de la description qui va en être faite avec référence au dessin annexé qui représente schématiquement, et à titre d'exemples, différentesformesde réalisation de l'extrémité d'entrée d'un four tournant suivant l'invention.
Sur c e de ssin :
La figure 1 représente en coupe verticale longitudi- nale., une de ces formes.
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La figure 2 représente , à gauche, une vue en cocu- pearansversale suivant la ligne lia - Ila de 141 fig. If ) et à droite, une vue en aoupe verticale transversale suivant la ligne IIo-IIb de la fig. la
La figure 3 représente en aoupe verticale trans- versale des vues analogues à celles de la figure 2, mais avec des variantes.
Les figures 4 et 5 représentent, respectivement en coupe verticale longitudinale et en coupe verticale transver- sale suivant la ligne V- V de la figure 4, une première va- riante à la disposition de la figure 1.
Les figures 6, 7 et 8 représentent une seconde variante,. respectivement en coupe verticale longitudinale et en coupe verticale transversale suivant la ligne VII - VII et la ligne VIII - VIII de la figure 6.
Les figures 9 et 10 représentent, en coupe vertica- le longitudinale. une troisième et une quatrième variante,,
Les figures 11 et 12 représentent, respectivement en coupe verticale longitudinale et en coupe verticale trans- versale suivant la ligne XII-XII de la figure 11, une dispo- sition analogue à celles des figures 6 à 8 mais avec un dispo- sitif de broyage monté dans un sur deux des tubes ou conduits extérieurs.
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Les figures 13 et 14 représentent, respectivement en coupe verticale longitudinale et en coupe verticale trans- versale suivant la ligne XIV - XIV de la figure 13, une dis- position analogue à celle représentée sur les figures 6 à 8 maisétablie sous forme de prol ongement du four et raccordéeà ce fcur.
Dans toutes ces figures, on a indiqué par des flèches le chemin suivi par les gaz de la combustion, et dans toutes les dispositions, les tubes ou conduits placées autour du tube du four sont montésà l'extrémité supérieure de ce four ou près de l'extrémité où les matières à traiter sont introduites dans le four.
Dans la disposition représentée sur les figures 1 et 2, on a monté autour du tube du four 1 et solidement fixé sur ce tube, quatre tubes 2 communiquant avec l'intérieur du tube du four au moyen d'ouvertures 3, et à leur autre extré- mité par les ouvertures 5 avec une chambre cirdulaire 4.
Cette chambre 4 est pourvue d'un bossage 6 débouchant dans
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une chambre 7 d'où part un carneau 8 conduisant à la cheminée gaz 2o Dans la chambre 1. et le bossage e 6 ! un ou tube d la- limentation 10 fait saillie pour amener les matièresa traiter qui peuvent être humides ou pulvérisées. L'extrémité du tube du four 1 est fermée par une paroi 11 dans laquelle sont ménagées des ouvertures 12, dont quatre sont représentées sur le dessin, et dans le tube du four sont montées deux cloi- sons 13 s'intersectant et formant un croisillon.
Ainsi que l'indiquent les flèches, les fumées sortait du tube de four 1 en partie par les orifices! . et en partie par les orifices 3 des tubes 2; de là, par les.ouvertures 5 elles passent dans la chambre 4 puis, par le bossage rotatif 64 de cette chambre, dans la chambre à fumée 7 et ensuite. par
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le carneau 8a dans la cheminée 9.
Les matières premières a.r- -5rmU,/t:- rivent, par la 83ulsiF 10 à la iace extérieude la paroi d'extrémité 11 du tube du four et, au cours de la rotation de ce four, elles peuvent pénétrer dans le tube de four 1
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lorsque l'un des orifices a passe en regard de l'extrémité '0 l¯ 8Ulii 10. sinon elles descendent le long de la paroi 11 et, par suite, elles pénètrent graduellement dans les tubes lorsque ces derniers sont dans leur position la plus basse..
La. disposition représentée sur la figure 3 est, dans ses grandes lignes, analogue à celle qui vient d'être décrite, mais les tubes 2 forment, dans le cas présent, des cellules 2' construites les unes à coté des autres. Cette disposition est principalement destinée à être utilisée dans le cas du procédé à sec, tandis que celle représentée sur la figure 2 est destinée à être utilisée dans le cas du .procédé humide*
Dans la disposition représentée sur les figures 4 et 5, les tubes extérieurs 2 sont disposés autour du tube de four 1 à une certaine distance de l'extrémité du four par laquelle se fait l'alimentation, de façon qu'il se forme une chambre dans l'espace du four existant entre les tubes extérieurs ?, et l'extrémité du tube du four,
chambre dans laquelle on peut faire passer une nouvelle quantité de cha- leur des gaz de la combustion aux matières à cuire.
L'extrémité 14 du tube du four fait saillie dans une chambre à fumée 7 communiquant avec la cheminée par un carneau 8. Il n'est possible d'accéder à cette extrémi- té du tube du four que par l'intermédiaire des tubes 2,, le tube du four placé au-dessousde ces tubes 2 étant fermé par une paroi conique 15 s'ajustant sur la cloison 13 disposée dans le tube du four.. Les matières sont, dans ce cas, intro- duites en' jet sortant d'un tube-pulvérisatueur 16 faisant sail- lie dans la chambre à fumée 7, de façon à frapper la paroi conique 15 maint enue chauffée, sur son autre face, par les ga.z de la combustion, si bien que les matières humides injec- tées se séchent en partie sur cette paroi conique d'où. elles
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tombent au fond de la chambre 4 et,
delà, pénètrent graduel- lement dans les tubes au fur et à mesure que ces tubes ar- rivent dans leur position lalus basse. Les particules fines de poussière qui peuvent encore se trouver en suspension dans les gaz de la combustion sortant des tubes ± et tra- versant le tube 14 rencontrent ici les matières humides pulvérisées et, par contact aven elles, se séparent en grande partie des gaz de la combustion et retournent dans le four en même temps que les matières humides. On peut rempla- cer la paroi conique 15 par une paroi plate, ce qui a pour ré- sultat d'agrandir la chambre se trouvant entre cette parole le tube de four 1 et les orifices 3 de ce tube. Cette chambre qui n'est pas traversée par les matières à cuire. peut rece- voir diverses applications.
Elle peut, par exemple, servir de chambre à pou ssières.
Ainsi qu'on le remarquera sur la figure 5 repré- sentant une coupe verticale transversale passant par les ori- fices 3, les tubes µ± sont raccordés entre eux a.fin de former ......deux paires de passages détcurnés 17, et on n'a monté qu'une i seule cloison 13 dans le tube de four 1, si bien que l'espace du four est divisé en deux chambres dirigées parallèlement.
Dans la disposition représentée sur les figures 6 à 8, les tubes extérieurs 2 sont, de la même manière que dans la disposition représentée sur les figures 4 et 5, pla- cés à une certaine distance de l'extrémité entrée du tube de four 1. Seulement un sur deux des tubes 2 c ommunique, par l'intermédiaire d'un orifice 5, avec la chambre 4 disposée en arrière de tous les tubes. Les tubes raccordés à cette chambre 4 sont, à leur autre extrémité, communiquent, par l'intermé- diaire d'un passage 18 , avec le tube voisin qui est pourvu à son extrémité opposée, d'un orifice 19 le raccordant au tube de four 1 disposé au milieu.
Le trajet suivi par les fumées part en conséquence, et ainsi que l'indiquent les flèches, du tube de four 1, passe par les orifices 19 pour pénétrer dans
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un sur deux des tubes de là dans les tubes intercalés entre les précédents, en sort par les orifices 5 pour entrer dans la chambre 4, continue par le prolongement 14 du tube du four pour arriver à la chambre à fumée 7, et tie là à la cheminée.
Cette disposition est destinée à servir spécia- lement pour le procédé humide, et les matières humides sont amenées par un tuyau 20, pourvu a'un tuyau de trop-plein 21, et conduisant à un cylindre 22 introduit obliquement dans la, chambre à fumée µ± et le prolongement 14 du tube du four.
Ce cylindre est porté en partie par un support 23 disposé à l'extérieur de la chambre à fumée 7 et en partie par un touril- lon 24 fixé à la paroi d'extrémité 25 du tube du four. Ge cy- lindre est entraîné relativement, pendant que le four tourne, au moyen d'une oreille 26, disposée sur la paroi d'extrémité 25, en prise avec- une saillie 27 ménagée sur l'extrémité du cylindre. Ce cylindre est pourvu d'un certain nombre de trous 28 disposés en zig-zag, et l'ensemble permet par suite une bonne distribution des matières humides sur toute la lon- gueur du prolongement 14 du tube du four.
Par les orifices 29 ménagée dans la paroi 14 du tube, les matières introduites tombent au fond de la. chambre 4 et,de là, s'écoulent dans un sur deux des tubes &arrivant à leur position la plus basse.
Ces matières, à l'extrémité opposée du tube 2 intéressé., pé- nètrent. dans le tube voisin par le passage 18, et comme ce der- nier tube-est pourvu d'ailettes-transporteuses 30 disposées c- bliquement à l'intérieur, les matières circulent dans ces tubes dans des directions contraires et pénètrent, par les orifices 19. dans le tube principal 1 du our dont la première section est divisée par trois cloisons 31.
Les tubes extérieurs 2, en vue de permettre leur dilatation longitudinale. sont supportés, à leur extrémité li- bre, de manière flexible au moyen de bras 32 reposant sur le tube de four le
Dans la disposition représentée sur les fige, .2 et
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les tubes 2, dans leur ensemble, sont disposés de la façon représentée sur la figure 1, mais l'introduction des matières premières que l'on suppose être ici sous forme de pâte, est effectuée par injection au moyen de tuyères d'ato- mi sat i on.
Sur la figure 9, la pâte est amenée, sous une cer- taine pression, au moyen d'une conduite verticale 20' péné- trant dans le tube 14 et pourvu d'un certain nombre de tuyè- res verticales d'atomisation 33 ainsi que d'une tuyère d'ato- misation 34 placée en bout. Cette disposition assure une dis- tribution très uniforme de la pâte dans le tube 14.
Sur la figure 10, les matières humides sont injec- tées de la même manière dans chacun des tubes 2 individuelle- ment, un tuyau d'injection 35 étant installé à l'intérieur de la chambre 4 à l'avant de chaque extrémité des tubes 2 et aom- muniquant avec elle, tuyaux qui sont tous alimentés par une tuyauterie annulaire 36 montée à l'extérieur de la chambre 4 et entourant le tube 14,Les matières humides sont amenées souspression dans cette tuyauterie annulaire au moyen d'une conduite 37 traversant la chambre à fumée 7 dans la paroi ex- térieure de laquelle elle est encastrée. L'extrémité libre de cette conduite 37 est raccordée. au moyen d'une manche fle- xible 38. à une conduite verticale 20" tournant autour de son axe dans des paliers 39-39 et alimentée en matières humides par un entonnoir 40.
La conduit e 37, et par suite la manche 38 en prise avec l'extrémité libre de cette conduite, ainsi que la conduite verticale 20" tournent en même temps que le four. Ce dispositif d'amenée des matières humides par hauteur manométrique dans la conduite verticale 20", peut être rempla- cé par le refoulement de ces matières au moyen d'une pompe.
On peut également disposer la tuyauterie annulaire 36 au dehors des extrémités opposées des tubes 2, ce qui per- met d'effectuer l'injection des matières humides dans ces tu- bes dans le sens de l'écoulement des gaz de la combustion.
On a représenté sur les figures 11 et la., à titre
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d'exemple, la façon dont on peut installer, dans les tubes ou conduits extérieurs, un dispositif de broyage pour les matières premières sèches passant par ces tubes, de sorte que ces matières arrivent dans la zone de calcinait on dans un état de division relativement fin, cequi facilite la cal- cination et l'opération de cuisson qui vient ensuite.
La dis- position générale est dans ses grandes lignes, analogue à c.elle représentée sur les figures 6 à 8, mais on a monté dans un tube, ou conduit, sur deux, celui dans lequel les matières circulent en sens rétrograde, un élément conique de broyage qui, au cours de la rotation du four, tourne sur un chemin de broyage 43, sa. position dans le tube étant assurée au moyen d'une tige de fixation 43, ou analogue, permettant la rotation de cet élément de broyage.
Sur les figures 13 et 14, le système de tubes est disposé sous forme d'un prolongement direct du four, disposi- tion qui peut être très importante lorsqu'elle prolonge un four existant dont les fondations peuvent .ne pas être capables, sans modifications considérables, de supporter le poids addi- tionnel du système de tubes. La disposition générale de ce système est, dans ses grandes lignes, celle représentée sur les figures 6 à. 8. Le tube central n'est pas, dans ce cas, le tube 1 du four existant mais un tube de prolongement séparé 46 raccordé au tube du four par une plaque de recouvrement 44.
On peut établir ceraccordement de façon quele système de tubes se trouve obligé de tourner en même temps que le four, mais on peut également l'établir de façon que le four et le système de tubes tournent indépendamment l'un de -l'autre., Le système de tubes est supporté par des galets ;, il. roulant sur des chemins de roulement spéciaux 45 et 46.
Dans toutes les dispositions représentées, les
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axes des tubes 2 sont rectilignes, mais le procédé n'est pas limité à cette forme que l'on peut modifier en rempla- çant, par exemple, les axes rectilignes par des axes hélicoï- daux
Dans toutes les dispositions représentées,, les tubes ou conduits 2 sont placés complètement en dehors du tube 1 du four, mais on peut également les disposer de façon à ce qu'ils intersectent ce tube du four de manière que chaque tube individuel se trouve placé en partie à l'ex- térieur et en partie à l'intérieur des parois du tube du fours,
On peut, dans toutes les dispositions représentées, suspendreaux parois de chacun des tubes ou conduits 2, des chaînes ou analogues.
Ces chatnes, ou analogues, activeront le séchageen absorbant la chaleur des fumées et en latransmet- tant ensuite aux matières à sécher lorsqu'elles plongent ensui- te dans ces matières.