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Perfectionnements aux fours rotatifs
La présente invention concerne des perfectionnements aux fours rotatifs destinés à. la caisson du ciment, de la chaux et de matériaux analogues, ainsi que pour d'autres traitements thermiques, et le principal but de l'invention consiste à accroître le rendement des fours de ce type et à en protéger le revêtement intérieur contre le surchauffage dans la zone de calcination ou de cuisson.
Dans les fours du type auquel l'invention se réfère, la chaleur nécessaire au fonctionnement du four est produite
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soit au moyen d'un brûleur qui utilise un combustible so- lide, liquide ou gazeux et qui est situé intérieurement à l'extrémité inférieure du four, soit à l'aide d'un foyer séparé placé extérieurement à cette même extrémité et commu- niquant avec cette dernière en vue d'alimenter le four en gaz chauds de combustion.
La plus basse partie du four rota- tif atteint ainsi la température maximum et constitue la zone de cuisson ou de calcination du four tandis que la partie restante du four tubulaire est utilisée, d'une façon générale, pour le chauffage préalable et/ou le séchage de la matière à traiter, à l'aide des gaz de combustion qui circulent dans le four après avoir franchi la zone de cal- cination.
On a déjà proposé de réaliser la zone de cuisson ou de calcination des fours rotatifs avec une section trans- versale agrandie relativement à celle de la zone de préchauf fage du four tubulaire, afin de produire une accumulation des matériaux en traitement dans cette zone, ces matériaux étant ainsi susceptibles d'absorber une partie plus consi- dérable de la fraction la plus utile de la chaleur appliquée au four, ce qui est particulièrement intéressant lorsque la calcination des matériaux traités s'opère par réaction endothermique, Toutefois, si la zone plus grande, destinée à la calcination ou à la cuisson, présente une forme sensi- blement cylindrique, ainsi qu'on l'a proposé jusqu'ici, le but recherché n'est réalisé qu'en partie (ou pas du tout),
car le matériau ne se trouve pas correctement emmagasiné dans cette zone agrandie. On a également suggéré d'employer une zone de calcination ou de cuisson, de forme conique, s'élargissant dans le sens de circulation des gaz de la
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combustion, mais dans ce cas il était impossible d'éviter de détériorer le revêtement du four aux points de raccorde- ment ou de transition entre les parties coniques et les par- tiès cylindriques du four tubulaire, en raison de l'insuffi- sance de couverture du revêtement par la charge du four en ces points.
Suivant la présente invention, la zone agrandie de calcination ou de cuisson du four rotatif se compose d'au moins deux parties coniques adjacentes dont l'une constitue la partie principale de la zone de calcination et dont la partie, de plus faible section, est tournée vers l'extrémité inférieure du four, tandis que l'autre partie conique de la zone de calcination forme un raccordement ou une transition entre la dite partie principale et la partie cylindrique avant du four tubulaire.
Grâce à cette forme donnée à la zone de calcination, la charge qui circule dans le four s'accumule dans cette zone, de telle sorte que la surface d'absorption de la chaleur qu'offre cette charge est considérablement accrue en comparaison d'une zone de cuisson de forme cylin- drique, tandis que le revêtement du four, aux points de rac- cordement entre la zone de cuisson et les parties cylindriques de la cavité de ce four, se trouve bien mieux recouvert par la charge et protégé, par conséquent, contre tout surchauf- fage nuisible.
On a représenté schématiquement, sur le dessin annexé quelques modes de réalisation de l'invention. Sur le dessin : la fig.l est une coupe longitudinale de la zone de calcination d'un four rotatif construit suivant l'inven- tion.
La fig.2 est une vue analogue d'un autre mode de réalisation.
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La fig.3 est une vue analogue d'un troisième mode de réalisation.
La fig. 4 est une coupe transversale suivant la ligne IV-IV de la fig.l.
La fig. 5 est une coupe transversale suivant la ligne V-V de la fig. 2 et,
La fig.6 est une coupe transversale suivant la ligne VI-VI de la fig.3.
Dans le mode de réalisation représenté figures 1 et 4, la zone de calcination ou de cuisson du four comprend une par- tie principale conique 4 qui s'élargit dans le sens de circu- lation des gaz de combustion qui traversent le four et qui présente, à, l'extrémité de sa longueur totale, un plus grand diamètre que les parties cylindriques 5 et 7 du four tubulaire.
La transition entre la zone de chauffage préalable 5 du four et la partie principale conique 4 de la zone de cuisson est formée par une courte partie conique 6, tandis que la transi- tion entre la partie principale conique 4 et l'extrémité cylin drique de sortie 7 de ce four est formée par une autre partie conique 8, de courte longueur. Les angles de conicité des par- ties 6 et 8 sont plus grands que ceux de la partie principale 4, la relation entre tous les angles de conicité et l'inclinai- son de l'axe du four étant telle que la partie la plus basse de la partie principale conique 4 soit sensiblement horizontale.
Le brûleur 9 du four s'étend à. travers l'extrémité de sortie 7 du four et la partie de transition 8 la plus proche de cette extrémité. En formant la zone de cuisson de la manière décri- te ci-dessus une plus grande quantité de matériau constituant la charge s'accumule dans cette zone pendant le fonctionnement du four, de manière que le transfert calorifique entre la
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flamme du brûleur et la charge soit amélioré dans cette zone tout en protégeant efficacement le revêtement de la zone de combustion contre tout surchauffage nuisible, surtout aux points de transition entre la partie principale conique et les parties cylindriques du four tubulaire.
Le mod'e de réalisation suivant les figures 2 et 5 diffère de celui décrit ci-dessus surtout par le choix d'an- gles de conicité un peu différent pour les parties coniques 4,6,8, de façon que la partie la plus basse de la partie prin- cipale 4 de la zone de calcination soit inclinée dans un sens contraire à celui de l'axe du four Lorsqu'on emploie cette. forme de zone de calcination, la charge est accumulée dans l'extrémité avant de cette zone et dans la partie conique 6 qui constitué la transition entre la zone de calcination et la zone de préchauffage du four, ce qui empêche les flammes d'endommager le revêtement de cette partie 6 pendant le fonc- tionnement du four.
Dans la variante représentée fig. 3 et 6r la partie cylindrique de sortie 7 du four tubulaire s'étend directement à l'extrémité arrière de la partie principale conique 4 de la zone de calcination du four, tandis que la partie arrière de la partie principale 4 remplace ainsi la partie conique arrière ou de transition 8 représentée sur les figures 1 et 2.
Les vues en coupe transversale des figures 4 à 6 indiquent la façon, dont la charge se dépose dans la zone de calcination pendant le fonctionnement des différents types de fours par rapport à la répartition de cette charge dans les parties cylindriques de la chambre de chauffe. Comme on le voit non seulement la coupe transversale de la charge dans la zone de calcination est sensiblement plus grande que dans la
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partie cylindrique, mais elle couvre un angle Ó de la section. transversale de la zone de calcination qui est sen- siblement plus grand que l'angle ss couvert par la charge dans la partie cylindrique du four tubulaire.
De même, dans las parties coniques 6 et 8 de la zone de calcination, on constate une différence analogue par rapport à la réparti- tion de la charge dans les parties cylindriques du four ta- bulaire.
REVENDICATIONS
I) Un four rotatif pour la cuisson de ciment, de chaux et de matériaux analogues ou pour d'autres traitements ther- miques, comprenant un tube de forme généralement cylindrique dont l'axe est incliné dans le sens d'avance du matériau traité, caractérisé par le fait qu'une zone élargie de cal- cination ou de cuisson près de l'extrémité inférieure du four tubulaire, comporte , au moins, deux parties coniques dont l'une constitue la partie principale de la zone de cal- cination ou de cuisson, tandis que l'autre partie conique forme une transition entre cette partie principale et la partie cylindrique avant du four tubulaire.
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Improvements to rotary kilns
The present invention relates to improvements to rotary kilns intended for. the casing of cement, lime and similar materials, as well as for other heat treatments, and the main object of the invention is to increase the efficiency of furnaces of this type and to protect their interior lining against overheating in the calcining or baking area.
In ovens of the type to which the invention refers, the heat necessary for the operation of the oven is produced
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either by means of a burner which uses solid, liquid or gaseous fuel and which is located internally at the lower end of the furnace, or by means of a separate hearth placed externally at this same end and contacting the latter in order to supply the furnace with hot combustion gases.
The lower part of the rotary kiln thus reaches the maximum temperature and constitutes the cooking or calcining zone of the kiln, while the remaining part of the tube kiln is generally used for the preheating and / or the heating. drying of the material to be treated, using the combustion gases which circulate in the furnace after having passed the calcination zone.
It has already been proposed to make the cooking or calcining zone of rotary kilns with a transverse section enlarged relative to that of the preheating zone of the tube kiln, in order to produce an accumulation of the materials under treatment in this zone. materials thus being capable of absorbing a greater part of the most useful fraction of the heat applied to the furnace, which is particularly advantageous when the calcination of the treated materials takes place by endothermic reaction. However, if the zone more large, intended for calcination or firing, has a substantially cylindrical shape, as has been proposed so far, the desired goal is only partially (or not at all) achieved,
because the material is not stored properly in this enlarged area. It has also been suggested to use a calcination or firing zone, of conical shape, widening in the direction of circulation of the gases of the
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combustion, but in this case it was impossible to avoid damaging the coating of the furnace at the points of connection or transition between the conical parts and the cylindrical parts of the tube furnace, due to insufficient covering of the coating by the furnace load at these points.
According to the present invention, the enlarged calcination or baking zone of the rotary kiln consists of at least two adjacent conical parts, one of which constitutes the main part of the calcination zone and of which the part, of smaller section, is turned towards the lower end of the furnace, while the other conical part of the calcination zone forms a connection or a transition between said main part and the front cylindrical part of the tube furnace.
Thanks to this shape given to the calcination zone, the charge which circulates in the furnace accumulates in this zone, so that the heat absorption surface offered by this charge is considerably increased compared to a cylindrical cooking zone, while the coating of the oven, at the connection points between the cooking zone and the cylindrical parts of the cavity of this oven, is much better covered by the load and protected, by therefore, against harmful overheating.
Some embodiments of the invention have been shown schematically in the accompanying drawing. In the drawing: FIG. 1 is a longitudinal section of the calcination zone of a rotary kiln constructed according to the invention.
Fig.2 is a similar view of another embodiment.
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Fig.3 is a similar view of a third embodiment.
Fig. 4 is a cross section taken on the line IV-IV of fig.l.
Fig. 5 is a cross section taken along the line V-V of FIG. 2 and,
Fig.6 is a cross section along the line VI-VI of Fig.3.
In the embodiment shown in Figures 1 and 4, the calcination or baking zone of the furnace comprises a conical main part 4 which widens in the direction of circulation of the combustion gases which pass through the furnace and which presents , at the end of its total length, a larger diameter than the cylindrical parts 5 and 7 of the tube furnace.
The transition between the preheating zone 5 of the oven and the conical main part 4 of the cooking zone is formed by a short conical part 6, while the transition between the conical main part 4 and the cylindrical end of the oven. outlet 7 of this oven is formed by another conical part 8, of short length. The angles of taper of parts 6 and 8 are greater than those of main part 4, the relation between all the angles of taper and the inclination of the axis of the furnace being such that the lower part of the main conical part 4 is substantially horizontal.
The burner 9 of the oven extends to. through the outlet end 7 of the oven and the transition part 8 closest to this end. By forming the cooking zone in the manner described above a greater amount of charge material accumulates in this zone during the operation of the oven, so that the heat transfer between the oven.
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burner flame and load is improved in this zone while effectively protecting the combustion zone liner from harmful overheating, especially at the transition points between the conical main part and the cylindrical parts of the tube furnace.
The embodiment according to Figures 2 and 5 differs from that described above above all by the choice of slightly different taper angles for the tapered parts 4,6,8, so that the most bottom of the main part 4 of the calcination zone is inclined in a direction opposite to that of the axis of the furnace When this. form of calcination zone, the charge is accumulated in the front end of this zone and in the conical part 6 which constitutes the transition between the calcination zone and the preheating zone of the furnace, which prevents the flames from damaging the coating of this part 6 during operation of the oven.
In the variant shown in fig. 3 and 6r the cylindrical outlet part 7 of the tube furnace extends directly to the rear end of the conical main part 4 of the calcination zone of the furnace, while the rear part of the main part 4 thus replaces the conical part rear or transition 8 shown in Figures 1 and 2.
The cross-sectional views of Figures 4 to 6 show how the charge is deposited in the calcination zone during the operation of the different types of furnaces with respect to the distribution of this charge in the cylindrical parts of the heating chamber. As can be seen not only the cross section of the filler in the calcination zone is significantly larger than in the
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cylindrical part, but it covers an angle Ó of the section. transverse of the calcination zone which is significantly greater than the angle ss covered by the load in the cylindrical part of the tube furnace.
Likewise, in the conical parts 6 and 8 of the calcination zone, there is a similar difference with respect to the distribution of the charge in the cylindrical parts of the tabular furnace.
CLAIMS
I) A rotary kiln for firing cement, lime and similar materials or for other heat treatments, comprising a tube of generally cylindrical shape whose axis is inclined in the direction of advance of the material treated, characterized in that an enlarged calcining or baking zone near the lower end of the tube furnace has at least two conical parts, one of which constitutes the main part of the calcining zone or cooking, while the other conical part forms a transition between this main part and the front cylindrical part of the tube oven.