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Procédé de fabrication de ciment, chaux et matériaux de ce genre.
La valeur d'un procède de Iabrication soit de cuisson de ciment, de chaux, de pierres réfractaires et de matériaux de ce genre dépend en première ligne de deux facteurs : de la quantité journalière que l'on peut fa- briquer et de l'économie de cette fabrication, c'est-à- dire en particulier du coefficient de rendement thermique.
Ces deux facteurs n'ont pas pu être réunis jusqu'à présent dans une mesure atisfaisante, car on ne connaissait et utilisait que des méthodes de fabrication qui, ou bien conduisaient à une grosse production journalière avec un coefficient de rendement thermique insuffisant, ou bien le contraire. C'est ainsi que lorsqu'on procède avec des fours de section ronde, leurs foyers ne peuvent pas être construits au-dessus d'un diamètre donné sans qu'il se produise, dans leur milieu, une zone dans laquelle la cuisson est incomplète. Du point de vue de la simplicité de l'enfournementet du défournement, ils ne sont non plus pas économiques car ils exigent une grande surveillance.
Les procédés dans lesquels ont utilise des fours ayant une section rectangulaire sont assez rares. Les premiers essais qui ont été faits avec de pareils fours utilisaient des cellules à foyers rectangulaires placées en séries et
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chauffées les unes après les autres. Lors bien même que, du point de vue de l'échange thermique entre l'air de combustion et le matériau en traitement, cette manière de faire a certains avantages, le coefficient de rendement thermique était toujours insuffisant du fait qu'il était nécessaire de toujours chauffer préalablement la cellule suivante.
Les procédés satisfaisants au point de vue ther- mique, c'est-à-dire ceux dans lesquels le rayonnement calo- rifique et le courant de convection sont réduits à un mini- mum et où l'échange thermique est le plus grand possible, me peuvent être obtenus qu'avec des fours de petite produc- tion journalière, ceci, comme il a été dit plus haut, pour la raison que les fours ronds généralement usités ne sup- portent pas un agrandissement de diamètre sans qu'il en résulte une cuisson incomplète.
D'autre part, un prolongement du four circulaire en vue d'une augmentation de la produc- tion ne peut être admis que si l'on prévoit les moyens pour accélérer le processus de cuisson, cequi a naturellement comme effet de diminuer l'échange thermique et de réduire le coefficient de rendement thermique également, ceci sans tenir compte encore de l'augmentation des pertes par rayon- nement calorifique.
Pour améliorer la situation, on a proposé d'autres procédés dans lesquels le combustible est mêlé à l'argile en traitement. Cette manière de faire appliquée aux fours droits généralement usités n'a pas satisfait au point de vue économique, parce que la combustion n'est pas complète.
Le gaz 002 dégagé par le combustible se combine avec le coke pour former du monoxyde de carbone qui s'échappe et ne brûle la plupart du temps que dans la cheminée. Pour éviter ce phénomène, il faut surveiller continuellement la combustion, ce qui n'est pas sans occasionner beaucoup de travail.
Le procédé de calcination de ciment, chaux et ma- tériaux de ce genre selon la présente invention est caractérisé en ceque l'on cuit le matériau de départ dans
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un four parallélépipède rectangle de section horizontale très allongée ayant donc, toutes proportions gardées, la forme d'une fente dans laquelle le matériau à calciner et l'air de combustion se meuvent en courants de directions opposées et, en ce faisant, provoquent un échange thermique d'économie satisfaisante. Un four de 300 tonnes deroduc- tion journalière peut avoir, par exemple, sur le côté enfournement, une largeur d'environ 1000 mm, tandis que sa longueur est de 20 m. Jusqu'à la zone de refroidisse- ment, la fente s'élargit jusqu'à environ 2000 mm.
Un four de 1000 tonnes de production journalière a une longueur de fente de 67 m, les autres dimensions restant les mêmes.
Le procédé selon l'invention peut être par exemple mis en oeuvre de la manière suivante :
Le matériau à cuire est réparti régulièrement, au moyen d'une vis de transport par exemple, sur l'em- bouchure en forme de fente du four. Sous cette dénomina- tion de "fente", on entend uhe embouchure dont la surface rectangulaire a une longueur égale à au moins cinq fois sa largeur. Cette forme de foyer a le grand avantage que la largeur du four, indépendamment de sa capacité (la longueur peut être quelconque) peut être si petite (de préférence en-dessous de 2000 mm) que dans le milieu du foyer, il n'existe aucune zone de combustion incomplète.
Le combustible, soit liquide, soit gazeux, est introduit dans la partie du four dans laquelle la cuisson se fait par l'intermédiaire d'ouvertures pratiquées dans la paroi du four en cet endroit. Le traitement du matériau dure au moins 24 heures. Normalement cependant, ehtre 40 et 48 heures.
Lesgaz de combustion s'échappent en un contre- courant très lent (jusqu'à 48 heures par charge) du fait d'une petite sous-pression produite dans le four. Ils passent la zone de chauffage préalable du matériau et lui communiquent leur chaleur. La lenteur du mouvement relatif entre l'air et le matériau en traitement a en outre pour
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effet que, dans la zone de refroidissement, les klinkers chauds abandonnent toute leur chaleur à l'air de com- bustion, si bien qu'ils ne quittentle four qu'à la tem- pérature de la main. Les klinkers sortent par le bas du four où le défournement s'opère au moyend e wagonnets ou de moyens analogues. L'épaisseur du revêtement est choisi de telle façon qu'aucune chaleur perceptible ne rayonne à l'extérieur. On peut utiliser pour ce faire des pierres creuses ou isolantes.
Lors de l'exploitation d'un four selon l'invention, on a fait la constation surprenante que l'amélioration du rendement thermique est beaucoup plus grande que la somme des différentes pertes évitées permettait de le lais- ser espérer. La réaction de l'intérieur du four se soutient donc elle-même de la manière suivante : La combustion ins- tantanée et parfaite du combustible permet de communiquer davantage de chaleur aux matériaux en cuisson. Il est donc possible d'introduire moins de combustible et de réduire également la quantité d'air de combustion. Du fait que, dans la construction selon l'invention, la totalité de l'air de combustion passe sur le matériau en cuisson, il suffit pour le refroidissement complet de ce matériau et il se réchauffe à des températures normalement plus hautes.
Ainsi, la quantité de combustible et d'air peut être diminuée avec le même effet. La diminution des pertes calorifiques par rayonnement et convection, du fait que la chaleur ainsi libérée réchauffe énergiquement le matériau en cuisson, conduit de nouveau à une diminution de la quantité nécessaire de combustible et d'air. De ce fait, un four selon l'invention ne nécessite, par exemple pour la cuisson d'argile réfractaire, qu'une quantité de chaleur égale à 450 calories, tandis que jusqu'à présent, il était nécessaire d'en utiliser au moins 1000.
De cette manière, on a réussi à opérer la cuisson de ces différents matériaux avec un coefficient de rende- ment thermique bien meilleur que ceux qui étaient jusqu'ici connus sans que pour cela la production diminue. On a pu
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obtenir une production journalière qu'il était impossible de sortir d'un seul four jusqu'à présent.
Revendications
1. Procédé pour la cuisson de matériaux devant donner du ciment, des pierres.réfractaires, de la chaux et de matériaux analogues, caractérisé en ce que l'on traite le matériau lentement dans un four de section horizontale parallélépipédique rectangle allongée, en faisant circuler le matériau en cuisson et l'air de com- bustion en contre-courant pour faciliter l'échange ther- mique.