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" FOUR A MOUVEMENT PENDULAIRE ."
Dans l'emploi des soles horizontales pour la réalisation des processus chimiques, ou métallurgiques, on a à envisager , d'une part, la réaction qui a lieu au sein de la masse située àur la sole, et, d'autre part, la réaction qui se produit nar suite du contact de la surface de la masse avec l'air, ou avec un gaz, se trouvant au dessus de la masse.
Par exemple, lorsqu'il s'agit de griller des sulfures,on a à envisager en premier lieu, le processus d'oxydation à l'endroit du contact entre le sulphure et la couche d'air à teneur de S02, située au dessus du sulfure; lors de la combustion progressive'du soufre et de l'augmentation de la teneur en oxygène au sein de la masse, il se produit, à l'intérieur de cette dernière même, un échange entre le soufre
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encore présent et la matière déjà grillée. Dans les processus de ohlorage, la réaction chimique a lieu presque exclusivement dans la masse même, de même que dans le cas où, il s'agit de chauffer un mélange, par exemDle d'oxydes métalliques avec du charbon de réduction, dans le but de volatiliser le métal (nrocédé Walz).
On reconnait facilement à la vue, que la réaction à la face de contact de la masse avèc le gaz, diminue en 1)eu de temps, lorsque la niasse,- après avoir été brassée au moyen d'un dispo- sitif de rablage,- est laissée en repos ; fait la même consta- tation au sein de la masse. Ce phénomène était la cause de la mécanisation des fours à sole, dans le but d'agiter la masse, ou de la maintenir en agitation. Cependant, ce but n'est atteint de cette manière qu'en nartie seulement, parce que la position fixe de la sole constitue un obstacle.
Il est juste que dans le four Spirlet les faces de la sole reçoivent un mouvement. Mais ce mouvement n'a lieu seulement-que dans un plan, de sorte qu'il n'agit sur la charge du four pas autrement qu'un four stationnaire avec dispositif de brassage.
Ce n'est que par un mouvement pendulaire de la sole du four, en combinaison avec des dents convenablement orientées, qu'on exerce une action plus parfaite sur la matière en traitement.
La présente invention sert à réaliser le but venant d'être mentionné. La présente invention a pour objet un four qui est supporté, à la manière des fours tubulaires rotatifs, par des galets et jantes de roulement, mais qui diffère des fours tubulaires rotatifs par le fait, qu'il ne reçoit qu'un mouvement pendulaire. Le four se compose d'une sole à parois latétales basses et avec voûte aplatie s'étandant au dessus de la sole.
La sole est garnie de dents de brassage, en métal réfractaire, carborunduni, ou analogue, ou en chamotte, orientées de manière, a ce que la matière, se déplaçant entre elles en sens alternatif, soit, d'une part, continuellement brassée, en étant d'autre part, avancée d'une extrémité du four vers l'autre. De cette manière
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la matière au sein de la charge et un changement continuel de sa surface de contact avec la couche d'air, ou de gaz, se trouvant au dessus de la charge. Dans la première partie du four, derrière l'endroit de chargement, on emploie le cas échéant avantageusement des dents de brassage à faces larges, qui provoquent un avancement relativement important du minerai, par exemple dans le but d'empêcher ure agglutination de la matière, par suite d'une réaction trop vive.
Au cours ultérieur de la réaction il peut être désirable de ralentir l'avancement de la matière et on emploie alors le cas échéant avantageusement des barrages à bords supérieurs obliques, de sorte que, lors du mouvement pendulaire du four, la matière ne puisse passer chaque fois que par dessus la partie moins élevée des barrages obliques. Ensuite, le nombre des dents de brassage est augmen- té dans la partie du four située du côté de son extrémité de déchargement, afin d'augmenter en cet endroit le brassage de la matière lors du mouvement pendulaire du four, sans touteiois accélérer l'avancement. Suivant les besoins, la. hauteur des barrages peut être 'modifiée par l'emploi de pièces d'insertion ou analogue.
La partie supérieure du four est constituée par une voûte aplatie', basse, afin de diminuer l'espace occupé -car le gaz et de faire agir la chaleur, rayonnée par cette voûte, sur la surface de la matière en traitement .Lorsque, par exemple au début du processus, l'action de la chaleur devient trop grande, elle peut être atténuée par des poches, prévues dans la voute dans le but d'un refroidissement du gaz. L'accessibilité du four est assurée par le fait, que la voute est munie d'un nombre désiré de portes, qui peuvent être garnies d'ouvertures, ou de tuyères avec conduites, pour l'amenée d'air, de gaz de réaction, ou de vapeur, suivant les nécessités, et aussi de brûleurs dans des buts de chauffage, ou de dispositifs d'enfournement de matières destinées à établir des réactions chimiques.
Des fours oscillants, ou à mouvement pendulaire, le four
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suivant la présente invention en diffère par le fait qu'il est disposé horizontalement ou à peu près horizontalement, ou, en tous cas, tout au plus avec une inclinaison tellement faible, qu'elle ne puisse pas contribuer d'une manière notable à l'avancement de la matière, et par le fait qu'il présente sur la sole des dents de brassage convenablement orientées, ou réglables, par lesquelles la matière est brassée et avancée.
La disposition horizontale présente des avantages constructifs par rapport à la disposition inclinée, parce qu'elle supprime la poussée du four sur les supports inférieurs. L'emploi des dents réglables donne en outre la possibilité d'adapter le mouvement de la matière aux conditions de réaction données dans chaque cas, ce qui ne serait possible avec un avancemept par inclinaison du four, que seulement par un changement constructif difficile et coûteux de l'inclinaison du four.
Contrairement aux fours à sole, il n'existe dans la présente construction du four à mouvement pendulaire, en aucun endroit une chute de matières, de sorte que le développement de poussières - est fortement diminué; en outre cette construction offre la possibilité de disposer, sous la voûte, des parois directrices pour le gaz, en nombre, dimensions et répartition voulus, qui servent en même temps de chicanes à la poussière contenue dans le gaz.
Le dessin annexé représente à titre d'exemple non limitatif un mode d'exécution d'un foui suivant la présente invention.
La figure 1 représente une coupe longitudinale dans le four.
La figure 2 représente une coupe transversale entre les barrages, le four se trouvant en position moyenne.
La figurer représente une coupe identique à celle suivant la figure 2, le four étant penché vers un côté.
La figure 4 représente la même coupe transversale, le four étant penché vers l'autre côté.
La figure 5 représente une coude longitudinale parallèle
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Les figures 6 et 7 représentent respectivement une coupe longitudinale et transversale dans le four muni d'une conduite d'amenée d'air ou de gaz, montée sur les barrages.
En 1 est représentée une sole plane, à laquelle se joignent les parois latérales et une voute aplatie 2. La chambre allongée du four, ainsi formée, est supportée par deux jantes 3 sur les galets de roulement 4. Par un segment denté 5 et un pignon ou analogue de commande 6, le four reçoit un mouvement pendulaire autour de son axe longitudinal. La voute est munie de portes d'accès 7. Sur la sole du four sont prévues de manière symétrique par rapport à la ligne médiane longitudinale de la sole, des dents de brassage réglables 8 et 9. Celles-ci sont constitutées, de métal réfractaire, de carborundum, ou de chamotte, et s'étendent, au moyen de boulons, au travers de la naroi du four, en étant fixées, de manière réglable, au moyen d'écrous 10.
Au travers des portes d'accès 7 les dents usées peuvent être remplacées.
Les dents de brassage 8¯ situées du côté de l'extrémité de char- gement sont disposéesen deux rangées. Elles possèdent des faces relativement larges, sont disposées symétriquement par rapport à l'axe longitudinal du four et sont orientées obliquement de manière, à ce que le minerai, rencontrant durant le mouvement pen- dulaire du four la face des dents de brassage, soit déplacé,- sur le côté gauche et sur le côté droit de ce dernier,- dansa direc- tion de son extrémité de déchargement. A l'extrémité de décharge ment le nombre des dents de brassage 9 est double. La les dents de brassage possèdent avantageusement la forme de coins et sont disposées également symétriquement par rapport à l'axe longitudinal du four.
Leur obliquité est telle que, durant le mouvement alternatif du four d'un côté à l'autre, le minerai rencontre leurs faces obliques de droite et de gauche en subissant du fait un avancement. Afin de ralentir le mouvement du minerai dans cette partie du four, on dispose entre les dents 9 des barrages 11.
Ces barrages présentent des bords supérieurs obliques descendant, alternativement vers l'un et l'autre côté du four de sorte que le minerai en cheminement ne puisse passer par dessus les barrages
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que chaque fois d'un côté seulement. Le dispositif de chargement 12 du minerai se trouve à une extrémité et la sortie 13 des résidus de grillage à l'extrémité opposée du four. La sorte desgaz,14, est située à l'extrémité de chargement, tandis que l'ouverture réglable 15 pour l'admission d'air, ou de gaz de chauffage, est prévue dans la paroi de l'extrémité de déchargement du four.
Le travail du four s'obère en admettant dans son extrémité de chargement une quantité telle de minerai,- par exemple de pyrite à griller, - que le minerai se répartisse entre les dents de brassage de manière à ce que le bord supérieur des dents reste dégagé, ou presque dégagé.
Durant le mouvement pendulaire du four le minerai est déplacé entre les dents 8 une fois @ gauche et une fois %- droite (comparer figures 3 et 4). Par le fait que le minerai rencontre, durant le mouvement pendulaire, les faces des dents, orientées lans un sens oblique approprié par rapport au mouvement pendulaire, il subit, d'une part, un brassage et, d'autre part, -un léger avancement. L'air passant par dessus le minerai trouve ainsi la possibilité de prendre contact avec, et d'oxyder des articules toujours nouvelles du minerai.
Aussitôt que le minerai arrive àun barrage 11 il est retenu et s'accumule aussi longtemps qu'il -ouïsse nasser par dessus la partie moins élevée du bcr:i supérieur oblique du barrage. Il vient alors entre les dents 9, qui, narsuite de leur nombre double, -orovoquent un brassage intensirié du minerai en multipliant ainsi les occasions d'oxydation par Les barrages ultérieurs 11 retardent à nouveau l'avancement de la matière grillée, jusqu'à ce que cette dernière s'accumule, là également, à une hauteur lui permettant de passer par dessus la partie moins élevée du barrage oblique.
De cette manière la matière arrive sous agitation continue jusqu'à, l'extrémité de déchargement du four, à laquelle le processus de grillage est normalement achevé.
Vu que le mouvement pendulaire empêche la précipitation
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ne peut pas se produire. Malgré cela la multitude des dents de brassage assure un brassage énergique et du fait un bon contact entre la charge du four et le gaz de réaction.
S'il s'agit, en cas de traitement d'un minerai spécial, de ralentir ou d'accélérer le mouvement d'avancement, il suffit de desserrer les écrous à la face éxtérieure de la paroi du four et de régler, au moyen d'un outil, au travers des portes d'accès ouvertes 7, la position des dents, afin de la rendre plus ou moins oblique par rapport au mouvement pendulaire. De la même manière on peut remplacer des dents usées.
La présence de barrages dans un four à mouvement pendulaire suivant la présente invention offre encore des possibilités ultérieures de réglage et d'utilisation des températures. En effet, les barrages se prêtent à servir de supports à un ou ' plusieurs tuyaux en métal réfractaire, qui peuvent s'étendre dans le sens de longueur du four en étant montés sur les barra- ges. On passe le tuyau réfractaire, dans le voisinage de l'exré- mité de chargement du four, au travers de la voute de ce dernier, et on le muni d'une ouverture d'entrée réglable, tandis que l'autre extrémité du tuyau débouche librement dans l'extrémité de déchargement du four. Par ce tuyau on peut admettre de l'air de réaction.
Cet air est préchauffé sur son parcours dans le tuyau à l'intérieur du four et exerce, surtout dans l'extrémité antérieure de ce dernier, une action réfrigérante, tandis qu'à l'extrémité postérieure du four l'air entre dans la chambre du four, en qualité d'air de grillage ou de réaction préchauffé.
Au lieu d'air, ce tuyau peut aussi servir à l'amenée (-(.'autres dans le four par exemple des gaz gaz/réducteurs. Les* figures 6 et 7 représentent la disposition d'un tuyau de l'espèce susmentionnée dans le four. Le tuyau
18 ,en métal réfractaire, par exemple en acier inoxydable, est disposé sur les barrages Il et est muni à l'une de ses extrémités d'une ouverture d'entré réglable 19.
Au lieu d'un seul tuyau, on peut en disposer plusieurs dans le four, qui se réunissent le cas échéant au dessus du four et possèdent une ouverture d'entrée réglable commune.
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Le four suivant la présente invention est utilisable non seulement dans des butsde grillage, mais tout aussi bien pour la réalisation de procédés de réduction, ou d'autres réactions chimiques entre gaz et matières en morceaux, ou granulées, ou pulvérulentes, comme par exemple la fabrication d'hydrogène sulfuré à partir de sulfures, la réduction d'oxydes métalliques (procédé Wälz),- en outre son chauffage par la face d'extrémité et par la voûte est facilement réalisable.
REVENDICATIONS
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--------------------------I) Four 1. i-touvement pendulaire autour de son axe longi- tudinal, pour la réalisation de procédés de grillage de minerais, de nrocédés de réduction et d'autres réactions,-caractérisé en ce que le four possède une sole horizontale, ou approximativement horizontale, allongée, avec voûte basse, la sole étant garnie de dents de brassage, provoquant aussi bien le
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ra3S&:;e, =-e L. u.s.tiëre en traitement .que son avance- ment .
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"PENDULUM MOVEMENT OVEN."
In the use of horizontal soles for carrying out chemical or metallurgical processes, one has to consider, on the one hand, the reaction which takes place within the mass located on the floor, and, on the other hand, the reaction which occurs as a result of the surface of the mass coming into contact with air, or with a gas, located above the mass.
For example, when it comes to roasting sulphides, we must first consider the oxidation process at the point of contact between the sulphide and the layer of air containing S02, located above. sulphide; during the progressive combustion of sulfur and the increase in the oxygen content within the mass, there occurs, inside the latter itself, an exchange between the sulfur
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still present and the material already toasted. In chlorination processes, the chemical reaction takes place almost exclusively in the mass itself, as well as in the case of heating a mixture, for example of metal oxides with reducing carbon, with the aim of to volatilize the metal (Walz process).
It is easily recognized by sight that the reaction at the contact face of the mass with the gas decreases in 1) time, when the mass, - after having been stirred by means of a sanding device, - is left at rest; made the same observation among the masses. This phenomenon was the cause of the mechanization of hearth furnaces, in order to agitate the mass, or to keep it in agitation. However, this aim is only achieved in this way in part only, because the fixed position of the sole constitutes an obstacle.
It is only right that in the Spirlet oven the surfaces of the hearth receive a movement. But this movement takes place only in one plane, so that it does not act on the load of the furnace otherwise than a stationary furnace with a stirring device.
It is only by a pendular movement of the oven floor, in combination with suitably oriented teeth, that a more perfect action is exerted on the material being treated.
The present invention serves to achieve the object just mentioned. The present invention relates to a furnace which is supported, in the manner of rotary tube furnaces, by rolling rollers and rims, but which differs from rotary tube furnaces by the fact that it receives only a pendular movement. The oven consists of a floor with low side walls and a flattened vault extending above the floor.
The hearth is lined with stirring teeth, in refractory metal, carborunduni, or the like, or chamotte, oriented so that the material, moving between them in reciprocating direction, is, on the one hand, continuously stirred, while being on the other hand, advanced from one end of the furnace towards the other. In this way
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matter within the load and a continual change in its contact area with the layer of air, or gas, above the load. In the first part of the furnace, behind the loading point, if necessary, advantageously employed stirring teeth with wide faces, which cause a relatively large advance of the ore, for example with the aim of preventing an agglutination of the material. , as a result of too strong a reaction.
In the subsequent course of the reaction it may be desirable to slow down the progress of the material and then, if necessary, advantageously barriers with oblique upper edges are employed, so that, during the pendulum movement of the furnace, the material cannot pass each times that over the lower part of the oblique dams. Then, the number of stirring teeth is increased in the part of the furnace located on the side of its unloading end, in order to increase the stirring of the material at this point during the pendulum movement of the furnace, without any accelerating the speed. advancement. Depending on the needs, the. The height of the dams can be changed by the use of inserts or the like.
The upper part of the furnace is formed by a flattened vault ', low, in order to reduce the space occupied - because the gas and to make act the heat, radiated by this vault, on the surface of the material being treated. example at the beginning of the process, the action of heat becomes too great, it can be attenuated by pockets, provided in the vault for the purpose of cooling the gas. The accessibility of the furnace is ensured by the fact that the vault is provided with a desired number of doors, which can be fitted with openings, or nozzles with conduits, for the supply of air, reaction gas , or steam, as required, and also burners for heating purposes, or devices for charging materials intended to establish chemical reactions.
Oscillating ovens, or pendulum ovens, the oven
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according to the present invention differs from it by the fact that it is arranged horizontally or more or less horizontally, or, in any case, at the most with such a slight inclination, that it cannot contribute significantly to the advancement of the material, and by the fact that it has on the sole properly oriented, or adjustable, stirring teeth by which the material is stirred and advanced.
The horizontal arrangement has constructive advantages over the inclined arrangement, because it eliminates the thrust of the oven on the lower supports. The use of adjustable teeth also gives the possibility of adapting the movement of the material to the reaction conditions given in each case, which would only be possible with an advancement by tilting the furnace, only by a difficult and costly constructive change. inclination of the oven.
Contrary to hearth furnaces, in the present construction of the pendulum-motion furnace, there is no material fall in any place, so that the development of dust is greatly reduced; furthermore, this construction offers the possibility of having, under the vault, guiding walls for the gas, in the desired number, dimensions and distribution, which at the same time serve as baffles for the dust contained in the gas.
The appended drawing represents by way of nonlimiting example an embodiment of a pipe according to the present invention.
Figure 1 shows a longitudinal section through the oven.
FIG. 2 represents a cross section between the dams, the furnace being in the middle position.
The figure shows a section identical to that according to Figure 2, the oven being tilted to one side.
Figure 4 shows the same cross section with the oven tilted to the other side.
Figure 5 shows a parallel longitudinal bend
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Figures 6 and 7 respectively show a longitudinal and transverse section in the furnace provided with an air or gas supply pipe, mounted on the dams.
At 1 is shown a flat sole, to which join the side walls and a flattened vault 2. The elongated chamber of the oven, thus formed, is supported by two rims 3 on the rolling rollers 4. By a toothed segment 5 and a pinion or the like control 6, the furnace receives a pendulum movement around its longitudinal axis. The vault is provided with access doors 7. On the bottom of the furnace are provided symmetrically with respect to the longitudinal center line of the bottom, adjustable stirring teeth 8 and 9. These are made of refractory metal. , carborundum, or chamotte, and extend, by means of bolts, through the naroi of the furnace, being fixed, in an adjustable manner, by means of nuts 10.
Through the access doors 7 worn teeth can be replaced.
The stirring teeth 8¯ on the side of the loading end are arranged in two rows. They have relatively wide faces, are arranged symmetrically with respect to the longitudinal axis of the kiln and are oriented obliquely so that the ore, meeting the face of the stirring teeth during the pendular movement of the kiln, is displaced. , - on the left side and on the right side of the latter, - in the direction of its unloading end. At the discharge end, the number of stirring teeth 9 is double. The stirring teeth advantageously have the shape of wedges and are also arranged symmetrically with respect to the longitudinal axis of the oven.
Their obliquity is such that, during the reciprocating movement of the furnace from one side to the other, the ore meets their oblique faces on the right and on the left, thereby undergoing advancement. In order to slow the movement of the ore in this part of the furnace, dams 11 are placed between the teeth 9.
These dams have oblique upper edges descending, alternately towards one side and the other side of the furnace so that the ore in progress cannot pass over the dams.
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that each time on one side only. The ore loading device 12 is at one end and the roast residue outlet 13 is at the opposite end of the kiln. The kind of gas, 14, is located at the loading end, while the adjustable opening 15 for the admission of air, or heating gas, is provided in the wall of the discharge end of the furnace.
The work of the furnace is reduced by admitting in its loading end such a quantity of ore, - for example of pyrite for grilling, - that the ore is distributed between the stirring teeth so that the upper edge of the teeth remains clear, or almost clear.
During the pendulum movement of the furnace, the ore is moved between teeth 8 once @ left and once% - right (compare figures 3 and 4). By the fact that the ore meets, during the pendulum movement, the faces of the teeth, oriented in an oblique direction appropriate to the pendular movement, it undergoes, on the one hand, a stirring and, on the other hand, a slight advancement. The air passing over the ore thus finds the possibility of making contact with, and oxidizing ever new joints of the ore.
As soon as the ore arrives at a dam 11 it is retained and accumulates as long as it can be nested over the lower part of the upper oblique bcr: i of the dam. It then comes between the teeth 9, which, after their double number, causes an intensified mixing of the ore thus multiplying the occasions of oxidation by. The subsequent dams 11 again delay the progress of the roasted material, until that the latter accumulates, again, to a height allowing it to pass over the lower part of the oblique dam.
In this way the material arrives with continuous agitation to the discharge end of the furnace, at which the toasting process is normally completed.
Since the pendulum movement prevents precipitation
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cannot happen. Despite this, the multitude of stirring teeth ensures vigorous stirring and due to good contact between the furnace charge and the reaction gas.
If, in the case of special ore processing, it is a question of slowing down or accelerating the forward movement, it is sufficient to loosen the nuts on the outside face of the furnace wall and adjust, using of a tool, through the open access doors 7, the position of the teeth, in order to make it more or less oblique with respect to the pendulum movement. In the same way, worn teeth can be replaced.
The presence of barriers in a pendulum-motion furnace according to the present invention also offers further possibilities for adjusting and using the temperatures. Indeed, the dams lend themselves to serving as supports for one or more refractory metal pipes, which can extend in the length direction of the furnace by being mounted on the bars. The refractory pipe is passed, in the vicinity of the loading end of the furnace, through the vault of the latter, and it is provided with an adjustable inlet opening, while the other end of the pipe opens freely into the unloading end of the oven. Reaction air can be admitted through this pipe.
This air is preheated on its path in the pipe inside the oven and exerts, especially in the front end of the latter, a cooling action, while at the rear end of the oven the air enters the chamber. oven as preheated roasting or reaction air.
Instead of air, this pipe can also be used for the supply (- (. 'Others in the furnace for example gases gases / reducing agents. Figures 6 and 7 show the arrangement of a pipe of the aforementioned kind. in the oven.
18, made of refractory metal, for example stainless steel, is arranged on the dams II and is provided at one of its ends with an adjustable inlet opening 19.
Instead of a single pipe, several can be placed in the oven, which eventually meet above the oven and have a common adjustable inlet opening.
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The oven according to the present invention can be used not only for roasting purposes, but also for carrying out reduction processes, or other chemical reactions between gas and materials in pieces, or granules, or powders, such as for example production of hydrogen sulphide from sulphides, the reduction of metal oxides (Wälz process), - in addition its heating by the end face and by the arch is easily carried out.
CLAIMS
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-------------------------- I) Oven 1. i-pendular movement around its longitudinal axis, for carrying out roasting processes of ores, reduction processes and other reactions, -characterized in that the furnace has a horizontal, or approximately horizontal, elongated floor, with low arch, the floor being lined with stirring teeth, causing both
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ra3S &:; e, = -e L. u.s.tier in treatment. than its advancement.