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S0t7iét4 AnOnyma G.DBIS)NT & 9MEI6.
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Forr à, réaction.
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268 fours à 9avo et similaires montrent, comme il est bien connu. de grands avantages pratiques au point de vue
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de la simplicité de la oomtruction et de l'opération, de la pxoduivi.é da service et du rendement très élevé des dehan8ou alorifiql1e..
!'ùteto1s oes fours. malgré l'existence de ces avantages absolaments évîàentoe n'ont pti jusque maintenant être adaptés aux exigences requises pour certains traitements ou du moins très imparfaitement. Cette déficience est due à certains faits qui sont une conséquence inévitable de la construction habituelle et du mode d'opération usuel de ces fours. Tout d'abord il y a entre les parois du four et les tuyères d'amenées de gaz. un voisinage trop immédiat qui reqniert dans beaucoup de
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ose un water-ja9ke%%age très coùteux au point de vue oalorifique, De plus. la répartition dn aourant gazeux oet irré- gulière ce qui empêche une action uniforme des gaz dans la massa réactionnelle entière.
En outre la hauteur de la zone de réaction est relativement restreinte étant donné que la
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zone de pré"hatlffage et la zone de refroidissement comprennent une grande partie de la hauteur totale du four. Enfin,,il y a
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danger d'un reflux des matières traitées vers le haut du four quand celles-ci sont volatiles.
L'invention a pour but d'obvier à ces multiples inconvénients de la construction et du mode opératoire des fours à cuve habituels. La solution de ce problème est obtenue suivant l'invention en établissant au sein de la masse réactionnelle remplissant le four, une chambre de combustion et de réaction au moyen d'un corps d'obstacle formé et arrangé de façon à permettre à une partie de la masse réao- tionnelle descendante de $,écouler suivant son angle de talcs naturel et ainsi de former un espace libre situé en- dessous de ce corps d'obstacle et servant d'origine à la combustion et à la réaction.
L'air nécessaire à la combustion on les gaz requis pour la réaction peuvent être introduits dans cet espace aa moyen d'an tuyau à travers le corps d'obstacle ou on-dessous de ce corps. Le tuyau et le corps d'obstaale sont constitues en matière réfractaire et en cas de besoin, ils sont munis d'un manteau refroidissant à circulation d'eau ou autre liquide réfrigérant, On peut aussi combiner le tuyau et le corps d'obstacle en an ensemble de manière telle que l'embouchure du tuyau forme le dit corps d'obstacle.
Le volume et la surface de la chambre de combustion et de réaction orées suivant l'invention peuvent être variés en choisissant la section du corps d'obstacle on du tuyau formant obstacle plus ou moins grande selon les exigences de service pour que l'intensité réactionnelle ne dépasse pas en plus ou en moins les limites admissibles pour chaque oas particulier, Il est avantageux de placer la chambre de combustion au centre du four à cuva en mettant le corps
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d'obstacle on le tuyau formant obstacle dans l'axe da four,
on peut établir aussi plusieurs chambres de combustion et de
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réaction dans la masse réactionnelle da four aoivant le principe (le l'invention en plaçant en plusieurs. endroits: ohoiais convenablement à 1'111t'r1601" da four, aeb corps &'obstaaias on des tuyaux servant de corps d'obstacle de façon à produira un espace libre en-dès socs de ohacun de es corps illobstaole 1?ar suite de l' 'ot1lement de la masse réactionnelle se faisant saivant son angle de talus .
l oes endroits peuvent être distribués autour de l'axa du four
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(la= la mOrne hauteur oa Stre située en différentes hauteurs du four, Pour pouvoir varier à volonté la hauteur à laquelle la chambre oa les chambres de combustion et de réaction se
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trouvent dans la masse réaotionnolle, on peut arranger le corps on les corps d'obstacle ou le tuyau on les tuyaux formant oorps d'obstacle de façon à pouvoir être déplacés vertioalement dans l'intérieur du four.
la ohambre de combustion et de réaction réalisée suivant l'invention présente l'avantage d'être absolument indépendante de toute matière de construction autre que la masse réactionnelle et le corps d'obstacle et se renouvelant et se maintenant toujours automatiquement par le simple mouvement descendant de la masse réactionnelle saivant son angle de talus naturel, La paroi de cette chambre de combustion et de réaction, est réduite pratiquement au minimum du corps d'obstacle ou de l'extrémité du tuyau formant corps d'obstacle et le tuyau
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d'admission de gaz de ombl1Stion peut ftre éloigné des pam> du four.
Etant donné que le courant gazeux prend naissance au sein de la masse réactionnelle au *entre ou à peu près au
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oentre d'une seotion au four, il y a une répartition uniforme
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et régulière des gaz de combustion et de réaction à travers la masse réactionnelle et une augmentation considérable de la hauteur de la zone de réduction on de réaction.
De plus la déposition du tuyau ou des tuyaux d'admission des gaz au centre ou à peu près au centre du four, permet l'écoulement radial des gaz de combustion et de réaction à partir de la chambre de combustion et, par suite de la diminution progressive de la résistance à l'écoulement dans le sens radial, cet écoulement radial des gaz se fait théoriquement dans un espace libre d'où résulte une utilisation uniforme et complète du volume de chauffe et de réaction de l'intérieur du four, oet écoulement radial des gaz de combus- tion et de réaction permet aussi, en combinaison avec la surface de combustion bien répartie et réglable à priori, l'utilisation de combustible très fin dans.
la charge du four, ce qui offre un grand avantage au triple point de vue du prix, de la vitesse de réaction et de la concentration de chaleur, En outre, les cendres du combustible et les matières fluidi- fiées sont éliminées automatiquement de la zone de combustion et de réaction par l'action résultante du talus naturel formé par le combustible et à raison de l'effet défléchissant exercé par le courant latéral des gaz de la combustion et éventuellement de la réaction sur les matières en général liquides ayant tendance à suivre la verticale de sorte que le carbone est mis à nu et se combine séparé de la charge.
Un autre avantage de l'invention consiste en ce que le vol orna de la chambre de combustion et de réaction créé par l'occultation d'une proportion bien choisie du courant descendant des matières réactionnelles permet, pour satisfaire à certaines exigences techniques, d'introduire des matières
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pulverulentes ou autres dans cette chambra à travers le tuyau d'admission sans risquer d'éteindre le four dans lequel la partie supérieure de la charge reste toujours active.
Enfin, une partie du courant gazeux résultant de la combustion du carbone dans la chambre de réaction et de combustion, est défléchi vers le haazt dans la masse réactionnelle descendante et permet de préohauffer et en conséquence de rendre apte à réagir la matière se tro avant à une as sez grande hauteur au-dessus de l'extrémité du tuyau d'admission des gaz de combustion.
Ce courant partialgazeux dirigé en séné inverse à la direction de marche de la masse réactionnelle descendante donne ainsi la possibilité de faire sabir aux matières de charge toutes les opérations préalables à la rédaction par exemple déoarbonatation, déshydratation grill age et de les charger au maximum d'énergie calorifique.
Le dessin montre schématiquement à titre d'exemple quelques formes d'exécution de fours à cuve construits et fonctionnant suivant l'invention.
La figure 1 représente en section longitudinale un tour à cave muni ci'une seule chambre de combustion et de réaction. les figures 2 et 3 montrent en section longitudinale et en section transversale un four à cave possédant plusieurs chambres de combustion et de réaction.
Suivant la figure 1, à 1'intérieur du four à cuve 1 est disposa un corps d'obstacle 2 qui, constitué par exemple par un disque horizontal de forme ronde ou polygonale, oblige une partie de la masse réactionnelle descendante 3 à s'écouler suivant son angle de talas naturel [alpha] et produit ainsi un
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espace libre 4, an-dassoos du dit corps d'obstacle. Cet espace libre 4, est alimenté en air on en oxygène par par le tuyau 5 et constitue ainsi la chambre de combustion et
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de réaction.
La corps d'obstaole 8 peut 6tra solidaire du tuyau 5 et former l'embouchure de celui-ci, Le tuyau 5 et le corps d'obstacle 8 sont situes de préférence dans l'axe du four 1 et en cas de besoin la tuyau 5 peut être arrangé de façon à pouvoir être déplacédans le sans vertical pour pouvoir varier, suivant les exigenoes de service, la position en hauteur du corps d'obstacle 2 solidaire du tuyau 5, et par le fait même cella de la chambre de combustion et de réaction 4, Ce déplacement peut être réalisé par exemple parce que le tuyaa est formé comme vis guidé dans un écron fixé à la paroi du four 1. :
Le oorps d'obstacle 2 et le tuyau 5
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sont constituée en matière rêfraotaire et entourée d'un manteau de ref ro iclifibe ment à eau 6. Zia paroi da four 1 est également construite en produits réfractaires et elle peut 3tre munie d'un garn:i.esage intérieur 7. formé par exemple par da charbon aggloméré avec du brai et se renouvelant d'une
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façon continue au moyen d'une ornière oilUllle.1re 8 et d'un dispositif de tassement 9. la partie terminale inférieure du tube de garnissage peut être 6vaol16' au moyen de racloirs à travers les regards 10 normalement fermés.
La partie inférieure du four est constituée par un
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caisson amovible 11 reveta de carbone et muni d-lune ouvette 16 recueillant lea matières, fluides et pourtrn d'orifices! de vidange 13 permettant l'extraction des matières solides. A la tête du four 1 sa trouve le dispositif obturateur 14 comprenant:
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aussi la trémie de chargement 15.
De l* obturateur 14 part le tuyau 16 qui peut être connacté à un extracteur, tandis que de
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la partie inférieure du four part le canal 17. l'air on l'oxygène par peut être introduit socs pression au moyen d'un compresseur à travers le tuyau d'admission 5 dans la chambre de combustion et de réaction 4 et le courant gazeux résultant de la combustion se répartit radialement dans la masse à traiter 3 suivant les flèches 18 d'une façon uniforme.
En outre :il est partagé en deux courants partiels dont l'un est dirigé vers le haut suivant les flèches 19 et préchauffe la partie supérieure de la charge 3 et dont l'autre passe vers le bas. Leer gaz réationnels montants sont évacués par le tuyau 16 et les gaz réactionnels descendants s'échappent à travers le canal 17, En remplaçant le corps d'obstacle à par un corps d'une section plus ou moins grande, on peut régler à volonté le volume de la chambre de combustion et de réaction 4 suivant les besoins du service.
D'après les figures 8 et 3, plusieurs corps d'obstacle 22 par exemple quatre, sont arrangée à l'intérieur du four à cave 21 au voisinage de l'axe du four et répartie uniformément autour de cet axe, Chaque corps d'obstacle 22 rée à sa surface intérieure un espace libre 24 en obligeant une partie de la masse réactionnelle descendante 23 à n'écouler suivant son angle de talus naturel [alpha]. Ces quatre espaces libres 24 sont alimentés en air ou en oxygène pur à travers le tuyau d'admission 25 connecté par quatre branches 25' aux divers espaces libres 24 et il y a ainsi quatre chambres de combustion et de Traction au sein de la messe réactionnelle.
le tuyau d'admission et les corps d'obstacles sont entourés d'un manteau réfrigérant d'une façon analogue au refroidissement des parties qorrespondantes de la figure 1 et, dans les autres détails, la construction et le fonctionnement du four des
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figures 2 et 3 sont similaires à la forme d'exécution du four suivant la figure 1.
Le four à réaction suivant l'Invention peut être utilise pour de multiples et différentes applications par exemple pour le traitement de minerais, pour la réduction de sulfates en sulfures ou des phosphates en phosphore, pour la fabrication de métaux et pour l'exécution des autres réactions métallurgiques.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour effectuer des réactions métallurgiques par combustion du carbone dans un four à cuve c a r a c t é rise par le fait qu'on orée au milieu du four au soin de la charge descendante, au moyen de corps d'obstacles ronds ou polygonaux provoquant l'écoulement d'une partie de la charge suivant l'angle de talus naturel, des espaces creux coniques ou à peu près; coniques entourée de tous cotés de la masse de charge et ayant comme fond les corps d'obstacles rondo. ou polygonaux et qu'on introduit dans les chambres coniques ou à peu près coniques ainsi formées, les gaz nécessaires à la combustion et à la réaction métallurgique pour y faire prendre naissance la combustion et la réaction, ainsi qu'une répartition uniforme dao gaz réactionnels.