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" PROCEDE ET APPAREIL POUR REFROIDIR LE CLINKER "
Cette invention est relative au refroidissement des clinkers et, plus particulièrement, au re- froidissement rapide des clinkers de ciment Portland par leur extinction par l'air. Elle concerne spécia- lement le refroidissement des clinkers contenant une certaine proportion d'oxyde de magnésium, à un taux suffisamment rapide pour provoquer la solidification d'au moins une proportion sensible de la phase liquide sans cristallisation, sous forme d'un liquide "sous- refroidi", ou "verre", dans lequel la magnésie est présente en solution solide et est ainsi rendue inoffensive .
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Il a été déterminé que la dilatation différée ( ou caractère malsain) du béton de ciment Portland, qu'on peut attribuer à sa teneur élevée en magnésie et qui provoque la désagrégation des ouvrages en béton, a une relation directe avec la proportion de magnésie libre sous la forme cristalline, ou périclase. L'hydratation de la périclase est extrêmement lente et des re- cherches ont démontré que l'hydratation complète et une désagrégation sensible peuvent être retardées pendant des périodes pouvant atteindre 5 années.
Il est maintenant possible d'effectuer un essai accéléré en vue de déterminer le caractère malsain du ciment Portland par une nouvelle technique en autoclave et lorsqu'il est question, dans le cours de la présente description, de pourcentages de dilatation, on se réfère à des échantillons éprouvés en autoclave. Il a été admis par les fabricants de ciment que les ciments dont la dilatation est supérieure à 1% doivent être considérés comme malsains.
Le terme "teneur élevée en magnésie" utilisé dans cette description comprend les ciments dans lesquels la proportion d'oxyde de magnésium est comprise entre un minimum de 3% et le maximum permis par les spécifications établies pour le ciment, soit 5%, bien que des ciments ayant une teneur en magnésie légèrement supérieure ne soient pas nécessairement malsains si la magnésie n'a pas la possibilité de se cristalliser, comme il ressortira de ce qui suit.
La phase liquide du clinker à la température de cuisson qui est habituellement comprise entre 1428 et 1480 comprend problablement, toute l'alumine et
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l'oxyde de fer, l'oxyde de magnésium, une petite proportion de l'oxyde de calcium et une faible quantité de silice. Dans l'échelle normale du clinker, la quan- tité d'oxyde de magnésium qui réagit avec les autres composés présents est faible, sinon nulle, mais il est possible qu'une proportion négligeable dudit oxyde se combine avec le composé de fer ou soit autrement retenue dans ce composé. Il existe par conséquent une relation entre la quantité de liquide et les teneurs du mélange en composés (fer et aluminium) constituant des fondants.
La proportion théorique du liquide que contiennent les clinkers dès compositions habituelles qu'on trouve dans l'industrie se rapproche par consé- quent d'un maximum de 30% environ* La cristallisation du liquide est terminée lorsque la température du clinker s'est abaissée à environ 1200 , aucun accroissement apparent de la cristallisation n'ayant lieu au-dessous de cette température.Le degré de cristallisation est directement en rapport avec la rapidité de la chute de température, Si le refroidissement du liquide est lent ou effectué à une vitesse modérée, les principaux composés qui se séparent de la solution par cristallisation sont l'aluminate tricalcique et l'alumino-ferrite tétracalcique et, en dernier lieu, la périclase (Mg 0 libre).
Parmi ces composés cristallins, la périclase est nettement nuisible, car c'est l'élément qui contribue le plus au caractère malsain différé du produit: Si l'on refroidit brusquement le liquide, contenant l'oxyde de magnésium dissous, l'oxyde de magnésium est retenu au moins sous une concentration relativement
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@ grande, dans la proportion de liquide qui se solidifie sous forme de verre, et comme ledit oxyde n'a guère ou pas du tout de caractéristiques hydrauliques, il n'a pas de tendance apparente à occasionner le caractère malsain.
Il est probable que la formation d'une propor- tion de verre 'relativement grande est utile pour d'au- tres raisons, car l'expérience a démontré que le verre lui-même n'a tout au plus que des propriétés hydrauli- ques très limitées et, en limitant ainsi la proportion d'aluminate tricalcique (cristallin), l'effet possible de ce composé sur le caractère sain est limité, outre que la chaleur potentielle d'hydratation du ciment est diminuée. Si le clinker contient une proportion sensi- ble d'alumine, ce qui limite la formation ou la cris- tallisation d'aluminate tricalcique, on obtient un ci- ment plus facile a régler en ce qui concerne le temps de prise.
De plus, certains spécialistes pensent que des proportions relativement grandes du composé cristallin alumino-ferrite tétracalcique diminuent la résistance du béton de ciment Portland à l'attaque par les sulfa- tes et les chlorures et à l'action du gel et du dégel.
Les difficultés énormes d'ordre pratique qui interviennent lorsqu'on cherche à effectuer l'extinc- tion à l'air ou autre refroidissement d'un clinker ren- dent pratiquement irréalisable, sinon impossible, l'ob- tention du maximum théorique de teneur en verre, en raison des conditions dans lesquelles s'effectue la cuisson du clinker, des températures élevées nécessai- res, de l'échelle étendue des grosseurs de particules du clinker et de l'échelle étroite de la chute de tem-
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pérature dans laquelle s'effectue la cristallisation.
La production de 20 à 25% environ de verre, dans les clinkers riches en magnésie des types décrits, est émi- nemment satisfaisante en ce qui concerne le défaut dû à la magnésie, parce que la magnésie, est la dernière à cristalliser et tend nécessairement à se concentrer dans toute proportion sensible du liquide qui se solidi- fie sous forme de verre, et la dilatation en autoclave n'excède pas une faible fraction d'un pour cent si le ciment a été convenablement préparé à d'autres points de vue,
On a constaté que les clinkers qui sont couramment obtenus à l'heure actuelle ont des teneurs en verre variant de 2 à 22%, cette variation extrême étant due à la grande variété des procédés de cuisson et de refroidissement et des appareils utilisés.
Les appareils modernes utilisés pour refroidir le clinker sont spécia- lement étudiés en vue des résultats principaux suivants : 1 - la récupération d'une proportion importante de la chaleur sensible du clinker, l'air chauffé étant d'ordinaire utilisé comme air de combustion secondaire dans le four-;
2 - le refroidissement rapide du clinker a une température légèrement supérieure à celle de l'atmosphère en vue d'améliorer les caractéristiques du broyage, Ces refroidisseurs et procédés ne conviennent spécialement pas pour les clinkers riches en magnésie parce que, bien que le taux de refroidissement général soit "rapide" et qu'on récupère la chaleur d'une façon satisfaisante, le refroidissement réalisé dans l'échelle des températures maxima auxquelles s'effectue la cristal-
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lisation est retardé, d'où il résulte que la cristallisation de la phase liquide est favorisée, les récupérateurs les plus efficaces étant habituellement ceux qui donnent des clinkers de teneurs minima en verre.
L'objet principal de l'invention est par conséquent d'effectuer l'extinction rapide du clinker dans l'air de façon à provoquer la chute de température audessous de 1200 environ dans le minimum de temps, afin qu'il se forme une grande proportion de verre ou, inversement, que la cristallisation à partir du liquide soit aussi voisin du minimum pratique que possible.
Un autre but de l'invention est d'utiliser l'air de combustion secondaire d'une façon entièrement réglée et telle que les diverses conditions de cuisson soient remplies afin d'effectuer l'extinction initiale par l'air et le refroidissement primaire supplémentaire, non seulement en vue de réaliser des économies dans la récupération de la chaleur, mais aussi et surtout de transférer la zone de cuisson à ou près de l'extrémité du four, le clinker étant ainsi déchargé à l'état partiellement fondu, de sorte que le refroidissement re- tardé dans l'échelle des températures de cristallisa- tion ne s'effectue pas dans le four lui-même.
L'in- vention complète envisage aussi le refroidissement primaire et secondaire rapide du clinker, appelé ciaprès "refroidissement général" en vue de conférer au clinker des caractéristiques de broyage satisfaisantes.
L'appareil refroidisseur a spécialement été étudié en vue d'éviter les arrêts du four ou un désé- quilibre sensible des conditions de cuisson, ces
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arrêts ou ce déséquilibre ayant en effet comme consé- quence d'augmenter la dépense d'exploitation ainsi qu'un effet nuisible sur la qualité du ciment. L'appa- reil a par conséquent été établi de façon qu'il soit possible de contourner les principaux éléments refroi- disseurs et de les rendre presque instantanément acces- sibles en vue des réparations ou des remplacements, sans que ceci influe sérieusement sur les opérations essen- tielles de la fabrication.
Un autre but de l'invention est d'établir un appareil peu coûteux, facilement aces sible, qui n'exige pas de métaux spéciaux résistant à 'la chaleur et qu'on puisse faire fonctionner économi- quement, à la fois en ce qui concerne les frais d'en- tretien et la consommation d'énergie.
En général, l'invention consiste à transfé- rer la zone de cuisson en un point voisin de l'extrémité de sortie du four, en prévoyant une surface de rayonnement de chaleur sous forme d'un chapeau à gar- niture réfractaire présentant une ouverture centrale, par laquelle pénètre un courant de combustible et d'air primaire, entièrement entouré par de l'air de combus- tion secondaire ayant été préchauffé à un degré élevé.
La position centrale du courant d'air secondaire évite le refroidissement brusque prématuré de même que le refroidissement lent du clinker, et celui-ci est dé- chargé à l'état partiellement fondu et tombe dans une goulotte établie de façon à empêcher un contre-courant d'air, le clinker passant directement dans une chambre de refroidissement primaire dans laquelle il constitue une couche inclinée reposant sur les éléments refroi-
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disseurs. Les principaux éléments refroidisseurs comprennent une série de grilles horizontales refroidies par de l'eau et disposées à recouvrement.
Des grilles fixes alternent avec des grilles mobiles, par exemple animées d'un mouvement de va-et-vient, ces dernières ayant pour rôle d'agiter continuellement la couche et de faire rouler les morceaux individuels au cours de leur avancement vers l'orifice de sortie situé à l'extrémité inférieure de l'ensemble des grilles. La pente constituée par les bords menants des grilles est de préférence relativement faible, afin que les particules de clinker qui arrivent ne roulent pas vers le bas sur la surface sipérieure de la couche, une pente de 12 degrés environ ayant donné de bons résultats dans le cas d'un clinker du type normal.
Chacune des grilles présente un grand nombre de trous à air verticaux qui sont alternativement couverts et découverts suivant que les grilles mobiles avancent ou reculent et par lesquelles de l'air sous pression est refoulé de bas en haut à travers la couche de clinker. Les grilles fixes et mobiles sont en outre verticalement espacées, habituellement de 6 mm environ, pour constituer un conduit à air horizontal par lequel l'air est refoulé d'une façon continue et sensiblement à angle droit par rapport au courant qui traverse les trous, et généralement dans le sens de l'avancement du clinker.
Aussitôt après que le clinker est tombé dans la goulotte et a pénétré dans la chambre de refroidissement, ces particules sont soumises à l'action de courants d'air froids et, étant donné qu'elles sont continuelle-
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ment agitées et retournées pendant qu'elles avancent d'u- ne grille à la suivante, le fait que les courants d'air froids frappent les particules suivant deux directions et qu'il s'effectue un transfert de chaleur à l'eau refroidissant la grille assure un refroidissement brusque et uniforme.
L'espace ménagé dans la chambre de refroidissement au-dessous des grilles constitue une boîte à vent qui est alimentée par un ventilateur capable de fournir un volume d'air au moins égal à la quantité d'air seconfaine exigée par le four pour la combustion en surmontant la pression nécessaire pour vaincre la résistance des éléments refroidisseurs et de la couche de clinker, la pression d'aval n'étant habituellement pas supérieure à 12,7 cm d'eau.
La boite à vent est de préférence pourvue de chicanes transversales propres à constituer des compartiments qui sont alimentés séparément d'air avec un débit réglé, de sorte que le volume nécessaire peut être refoulé à travers et entre les grilles, à l'entrée et près de l'entrée de la chambre, en vue de réduire brusquement la température du clinker à environ 1200 o Bien que le fait de dévier une proportion relativement grande du courant d'air vers les éléments arrière des surfaces des grilles en vue de satisfaire à des conditions sévères en ce qui concerne la magnésie puisse parfois être moins efficace, en ce qui concerne la récupération de chaleur, que l'utilisation des refroidisseurs de types modernes, il ne faut pas oublier que le but visé principal est d'assurer l'obtention d'une teneur en verre maximum, et qu'un retard,
même modéré, apporté au refroidissement
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dans la région à haute température provoque la formation de proportions dangereuses de périclase.
De préférence, on proportionne et distribue le reste des besoins en air secondaire dans toutes les parties restantes de la couche de clinker pour assurer le maximum de récupération de chaleur en relation avec le volume d'air admissible. L'air secondaire préchauffé monte librement jusqu'à une hotte située au-dessus de la chambre et d'où il pénètre dans le four de la façon précédemment décrite.
En plus du réglage des taux de refroidissement dans les portions successives de la couche de clinker par le proportionnement précédemment décrit du débit de l'air, on peut modifier le degré d'agitation en ré- glant la course des grilles mobiles et l'on peut modifier la vitesse du mouvement de la couche, c'est-à-dire le temps pendant lequel elle est exposée dans la chambre de refroidissement, en changeant la vitesse du mouvement des grilles.
Au moment où il quitte les éléments avant du système de grilles, le clinker n'a été soumis qu'à un refroidissement "primaire", et il importe qu'il soit soumis à un refroidissement "secondaire" pour des raisons bien connues du technicien. On effectue de préférence, le refroidissement secondaire en prévoyant une seconde chambre et un second système de grilles situés en aval de ceux précédemment décrits et généralement analogues à ceux-ci ; ou bien on peut utiliser un refroidisseur du type rotatif ou d'un autre type habituel.
Toutefois, un refroidissement général peut être réalisé à l'aide d'un
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appareil unique, et, à cet effet, on augmente la longueur du système de grilles et de la chambre de refroidissement et on divise celle-ci par une cloison ou voûte suspendue pour constituer des chambres de refroidissement primaire et secondaire. L'air admis à la chambre de re- froidissement secondaire est aspiré séparément et un état d'équilibre de la pression est établi pour empêcher le passage d'air de l'une des deux chambres à l'autre, et surtout pour empêcher le passage d'un courant d'air ex- cessif, c'est-à-dire supérieur aux besoins de la combustion, vers la hotte et d'éviter de réduire la température de l'air de combustion secondaire.
Il est facile de réaliser ce résultat en prévoyant un registre réglable dans la cheminée d'échappement ou carneau d'appel .
Pour mieux faire comprendre l'invention, on la décrira ci-après en se référant aux dessins annexés sur lesquels :
Figure 1 est une coupe verticale de l'appareil servant au refroidissement primaire @
Figure 2 est une coupe verticale par la ligne 2-2 de la figure 1
Figure 3 est une vue en plan fragmentaire de la portion arrière du système de grilles.
Figure 4 est une vue en élévation avec coupe verticale partielle de la partie arrière du système de grilles .
Figure 5 est un détail en coupe d'une des roues servant à supporter la grille mobile, la coupe étant prise par la ligne 5-5 de la figure 4
Figure 6 est une vue en élévation avec coupe
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verticale partielle d'une autre disposition de l'appareil dans laquelle un seul système de grilles est utilisé pour effectuer à la fois le refroidissement primaire et le refroidissement secondaire .
Sur ces dessins, en se référant d'abord à la figure 1, on a représenté un four rotatif 1 du type habituel qui est fermé et isolé par un chapeau 2 garni de réfractaire, ce chapeau présentant une ouverture circu- laire relativement grande 3 qui communique avec la partie supérieure d'une hotte à garniture réfractaire en forme de voûte 4, cette hotte étant plus longue que d'ordinaire et présentant à sa partie inférieure une ouverture qui coïncide avec un conduit 6 débouchant dans la chambre de refroidissement 7. Dans l'exemple représenté, le four est chauffé par du charbon pulvérisé, étant donné que ce combustible tend à éviter le refroidissement retardé et est utilisé plus couramment que l'huile ou le gaz.
Le charbon, suspendu dans le courant d'air primaire, pénètre dans le four par le tuyau à combustible 8, la partie du tuyau qui est contenue dans la hotte 4 et dans 1"ouver- ture du chapeau 2 étant protégée par une chemise .2 dans laquelle circule de l'eau dont les tuyaux d'arrivée et de départ sont indiqués en 10.
Le courant de combustible péné- trant dans le four est entièrement entouré par de l'air secondaire préchauffé à un degré élevé, ce qui, conjointcment avec la position en retrait de l'extrémité du tuyau à combustible et le rayonnement de chaleur des surfaces réfractaires du chapeau, provoque une combustion rapide et déplace la zone de combustion ou région de température maximum vers l'extrémité de sortie du four, de
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telle sorte que le clinker sort du four avant qu'une cristallisation sensible à partir de la phase liquide ait eu lieu, On voit aussi que la position de l'ouverture circulaire est telle que ses parois empêchent le cou- rant d'air secondaire relativement froid de heurter le clinker chaud et d'empêcher ainsi une solidification du liquide dans le four lui-même .
Le clinker partiellement fondu tombe dans une goulotte à clinker 11, cette goulotte étant déplacée transversalement vers le "côté montant" du four, comme on le voit sur la figure 2, ses dimensions et sa position empêchant un contre.-courant d'air à travers le courant descendant de clinker. L'extrémité inférieure de la gou- lotte est fermée par une tablette 12 refroidie par de l'eau et pourvue de chicanes 13 propres à guider la cir- culation de l'eau arrivant par un tuyau 14.
Lorsque les particules de clinker se sont accumulées sur la ta- blette 12 sous forme d'un tas présentant l'angle de talus naturel, les particules de clinker roulent sur la surface en talus de ce tas et passent par l'entrée 15 de la cham- bre de refroidissement 7 dans laquelle elles se disposent sous forme d'une couche inclinée reposant sur le système de grilles que l'on va décrire .
Sur les fig, 1, 3 et 4, on voit que toutes les grilles fixes 16 sont fixées rigidement à un bâti fixe et que toutes les grilles mobiles 17 sont similairement fixées à un bâti mobile, ces deux bâtis et leurs grilles constituant des structures unitaires séparées. Le bâti fixe comprend des pièces de section en U inclinées 18 et
19, ces pièces étant fixées par des montants tels que 20
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et 21 à des éléments d'ossature horizontaux inférieurs 22 qui reposent sur des ressauts 23 et 24 (figure 2), des entretoises transversales appropriées étant prévues en 25 et 26.
Les grilles fixes 16 sont boulonnées, comme indiqué en 27, sur des cornières de support 28, qui sont soudées ou autrement fixéés sur les fers à U 18 et 19, chaque cornière étant prolongée vers l'avant au delà de la grille fixe pour dévier les particules de clinker à l'écart de l'espace compris entre les bords latéraux des grilles mobiles 17 et les fers à U 18 et 19.
Le bâti mobile est composé de longerons inclinés 29 et 30, convenablement entretoisés comme indiqué en 31, ces longerons portant des montants 32 auxquels sont fixés des rebords venus de fonte avec les bords latéraux des grilles mobiles 17. Les longerons 29 sont fixés à des essieux 33 et 34 supportés par des roues à joue 35 (représentées en détail sur la figure 5) munies de coussinets en bronze 36, ces roues tournant sur les essieux 33, roulant sur des rails 37 et étant guidées par des rails supérieurs 38, les rails 37 et 38 étant boulonnés sur des cornières fixées aux montants du bâti fixe, comme indiqué en 39 et 40, et supportés par ces montants. Des plaques fixes 41 et 42 coopèrent avec une plaque 43 fixée à chaque essieu pour isoler l'appareil et empêcher que l'air passe à l'extérieur près des roues, comme il ressortira de ce qui suit.
Le mouvement de va-et-vient désiré du bâti mobile peut avantageusement être réalisé à l'aide de deux excen- triques espacés du type habituel comprenant deux tiges d'excentriques 44 assemblées de façon pivotante avec un
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arbre horizontal 45 fixé à des supports 46 solidaires des éléments du bâti mobile, les tiges 44 traversant des fentes ménagées dans la paroi arrière de la chambre 7 et se terminant par les colliers habituels 48 entourant les disques d'excentrique 49. Un arbre-manivelle commun est pourvu d'une roue à chaîne 50 entraînée à l'aide d'une chaîne 51 par un moteur à vitesse variable 52 muni d'un réducteur de vitesse.
On voit que les grilles 17 se meuvent dans un plan horizontal entre les grilles fixes 16 ,et que l'amplitude du mouvement ou course dépend de l'excentricité des disques 49 sur l'arbre-manivelle. Sur la .figure 4, les grilles mobiles sont représentées dans leur position arrière limite, et elles peuvent avancer au maximum de la moitié environ de leur largeur, jusqu'en un point où le bord arrière de chaque grille mobile est couvert par le bord avant de la grille fixe placée au-dessus d'elle, ce qui évite le passage de petits morceaux de clinker entre les grilles, On voit aussi qu'on peut faire va- rier la vitesse d'avancement de la couche, et par conséquent son épaisseur, en modifiant la vitesse du moteur 52.
Comme représenté en détail sur les fig. 3 et 4, les grilles fixes et mobiles sont essentiellement identi- ques et peuvent être composées de pièces de fonte grise, les bords avant ou menants des grilles fixes et les bords avant et latéraux des grilles mobiles étant de préférence durcis par un refroidissement brusque au cours du moulage de façon qu'ils résistent à l'usure du clinker à forte action abrasive. Le bord arrière de chaque grille est renforcé par une barre d'acier 53, et des tubes de circu- lation d'eau 54 et sont noyés dans la fonte et joints
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à celle-ci comme s'ils en faisaient partie intégrante.
Ces tubes peuvent être des tuyaux à eau en fer étamé ou galvanisé et sont recourbés et espacés comme indiqué sur la figure 3 de façon que la surface entière de la grille soit refroidie efficacement, en vue d'une part de refroidir le clinker, et d'autre part d'éviter la nécessité d'utiliser des alliages résistant à la chaleur. Les ex- trémités des tubes de chaque élément de grille fixe sont accouplées par des raccords à U 56 et des joints 57, les grilles mobiles étant munies de raccords et joints analogues, mais sur le côté opposé.
L'eau de refroidissement est amenée par un tuyau flexible approprié (non représenté) au tuyau 58, passe par la grille mobile supérieure 17 et descend alors à la grille mobile directement inférieure en passant par le raccord en U vertical 59, des circuits d'eau réfrigérante étant ainsi fournis sépa- rément aux grilles fixes et mobiles.
Chacune des grilles présente une série d'orifices ou conduits verticaux 60, ces conduits étant coniques et s'élargissant vers le bas de façon qu'ils ne risquent pas d'être obturés par de petits morceaux de clinker lorsque l'appareil est au repos et que l'admission d'air est coupée. Les grilles consécutives sont espacées d'une distance (habituellement 6,5 mm environ) propre à constituer des conduits à air horizontaux partant de la partie inférieure de la chambre 7, laquelle partie constitue la boîte à vent. L'extrémité avant ou de sortie de la chambre de refroidissement 7 est fermée au-dessous du système de grilles par un mur réfractaire 61 sur lequel repose la grille fixe la plus basse.
L'air de combustion secondaire
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est le principal agent de refroidissement et est fourni à la partie formant boîte à vent de la chambre 7 par un conduit 62 alimenté par le ventilateur habituel (non représenté), la pression étant suffisante pour vaincre la résistance offerte à l'écoulement par la grille et par l'épaisseur et la densité de la couche de clinker. Le volume d'air ainsi admis est limité aux besoins de la combustion du four augmentée de la petite quantité supplé- mentaire qui peut être nécessaire pour compenser les fuites.
La boîte à vent est de préférence pourvue d'au moins une chicane transversale 63 propre à constituer un compar- timent alimenté par le conduit 62 et l'un des conduits de communication 64 qui est pourvu d'un registre 65 permettant de dévier le volume d'air nécessaire par et entre les grilles adjacentes à l'entrée 15 de la chambre 7, de façon à assurer le refroidissement brusque précé- demment décrit, De préférence, comme indiqué en 66, une chicane supplémentaire au moins divise la boîte à vent en compartiments supplémentaires, ce qui permet de proportionner le volume d'air passant à travers le reste de la couche de clinker de façon à assurer le maximum de refroidissement et de récupération de chaleur .
Le clinker déchargé pardessus la grille fixe inférieure tombe entre le mur 61 et un registre ou écran 67 supporté de façon pivotante et refroidi par de l'eau, ce clinker étant reçu à l'intérieur d'un tunnel 68 hors duquel il peut avantageusement être transporté par une chaîne d'entraînement 69 d'un type approprié connu. Le tunnel 68 présente des conduits espacés 70 permettant l'évacuation des fines particules de clinker et des
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poussières qui s'accumulent dans la boite à vent, en particulier lorsque l'appareil est au repos, ces conduits 70 étant normalement fermés par des registres 71.
Si l'on se reporte à la figure 2, on voit qu'il est prévu une goulotte de by-pass 72 par laquelle le clinker peut être dévié dans le cas où le mécanisme de refroidissement décrit plus haut viendrait à se détériorer ou s'arrêter accidentellement. Cette goulotte est normalement fermée par un obturateur papillon ou pivotant 73 refroidi par de l'eau.
Pour dévier le clinker par la goulotte 72, on fait pivoter un papillon 74 (figure 1) jusqu'à la position marquée en pointillé pour fermer l'entrée 15 de la chambre de refroidissement, on fait pivoter l'obturateur 73 pour l'amener à une position verticale et le clinker tombe sur les surfaces supérieu- res de trois ou plus de trois plaques espacées 75 qui débordent les unes sur les autres, les plaques inférieures étant échelonnées vers l'avant de façon à constituer un plan incliné sur lequel le clinker est entraîné par un courant d'air sous pression arrivant du ventilateur et pénétrant dans la goulotte entre les plaques. Le clinker tombe des plaques et est évacué par la chaîne de traction 69. Cette disposition assure le refroidissement brusque essentiel du clinker et évite d'interrompre le fonctionnement du four.
Le fonctionnement de l'appareil ressort en général de ce qui précède, et il est bien entendu qu'une couche de clinker inclinée relativement plate se forme sur la surface des grilles et se meut vers l'extrémité avant ou de sortie de la chambre de refroidissement avec
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un mouvement intermittent mais régulier,, L'épaisseur de la couche, qui est normalement de 7 à 15 cm, et la vitesse d'entraînement sont déterminées par la vitesse du mouvement de va-et-vient, les disques 49 des excentriques étant habituellement actionnés à une vitesse de 4 6 tours par minute dans un appareil des proportions représentées.
Les particules individuelles de clinker sont soumises à une agitation continue et à des mouvements de roulement pendant qu'elles descendent d'une grille à la suivante et sont soumises alternativement et successivement à l'action de courants d'air provenant de deux directions. Suivant que les grilles mobiles avancent ou reculent, les orifices 60 prévus dans la moitié arrière de chaque grille, à l'exception des première et dernière, sont alternativement couverts et découverts.
Pendant le mouvement vers l'arrière, le bord menant de chaque grille fixe, oblige les particules de clinker à descendre sur la grille fixe qui se trouve directement au-dessous et ces particules sont repoussées à l'écart de cette dernière grille pendant le mouvement vers l'avant, et l'on se rend compte que les positions des courants d'air horizontaux changent con- tinutllement. Ce traitement du clinker assure par conséquent un refroidissement brusque et uniforme.
Dans le fonctionnement pratique de l'appareil décrit plus haut, en travaillant sur un clinker riche en magnésie dont la teneur en MgO était de 4,4% et qui est riche en aluminate tricalcique théorique et pauvre en fer, les échantillons de l'autoclave se sont dilatés en moyenne de 0,25% et les dilatations ont été réduites à 0,15% dans des conditions favorables, alors que, bien
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que le même four, auquel un refroidisseur du type habituel avait été incorporé, ait donné un clinker satisfaisant fortement calciné et de composition chimique équivalente, les dilatations en autoclave ont été prohibitives, étant donné qu'elles ont été comprises entre 2 et 4%, avec une moyenne de 2,
5 % *
La variante de la figure 6 est destinée à effec- tuer à la fois le refroidissement primaire et le refroidissement secondaire du clinker, c'est-à-dire, en plus des résultats décrits plus haut, à abaisser rapidement la température du clinker pour améliorer ses caractéris- tiques de broyage, Ainsi, le volume admissible d'air qui peut être utilisé efficacement dans le refroidisseur primaire de la figure 1 est limité aux besoins du four pour la combustion, et le clinker sortant de ce four possède encore une température comprise entre 426 et 5380 environ.
Les modifications principales de cette construction concernent une chambre de refroidissement et un système de grilles beaucoup plus long, avec des moyens pour effectuer le tirage et le réglage de la quantité d'air supplémentaire nécessaire pour le refroidissement secondaire. Les mêmes nombres de référence ont été appliqués pour les pièces correspondantes, et les pièces modifiées et supplémentaires ont été représentées en coupe.
La chambre de refroidissement primaire ± est séparée de la chambre de refroidissement secondaire 77 par une paroi pendante ou suspendue 78, un intervalle suffisant étant prévu au-dessus des grilles pour permettre le passage de gros morceaux de clinker. Au-dessous, et de
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préférence un peu à l'arrière de la paroi 78, la boîte à vent est divisée par une chicane supplémentaire 79 qui constitue la cloison principale servant à séparer l'air de combustion secondaire de l'air résiduel utilisé pour le refroidissement secondaire , La répartition de l'air supplémentaire peut être réglée, en outre, par une ou plusieurs chicanes 80 propres à constituer des comparti- ments séparés qui sont alimentés par des conduits 81 débouchant dans le conduit 62 et commandés par des papillons 65,
comme représenté sur la figure 2.