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PROCEDE DE CUISSON OU DE CALCINATION DES CHAUX. CIMENTS, MAGNESIES, PLATRES,
ARGILES OU AUTRES, ET FOUR POUR SON APPLICATION
On connaît déjà divers types de fours pour la calcination ou la cuisson de produits tels que chaux, ciments plâtres, magnésies, argiles ou autres permettant de mettre en oeuvra différents procédéso
Les fours représentés schématiquement sur les figures 1 et 2 sont des fours à chaux du type dit "verticaux".
Le four représenté sur la figure 1 est un four à calcination inter- mittente dans lequel le chargement est effectué en couches alternées de C03Ca et de combustible. Des brûleurs 1 ménagés sur le pourtour amorcent la combus- tiono
La chaux est recueillie à la partie inférieure au-dessus d'un ;
gril= le 2 assurant l'arrivée d'air
Le four représenté sur la figure 2 est un four à calcination con- tinue dans lequel on charge par la partie supérieure le CO3Ca La calcina- tion est assurée par des brûleurs 3 et le chaux -recueillie à la partie infé rieure est extraite, par des ouvertures latérales 5 vers lesquelles elle est dirigée par des plans inclinés divergents 60
Les frouts présentent divers .inconvénients et notamment les suivants : -
1 ) La répartition de la chaleur n9est pas égale dans toute la mas- se :par suite, on obtient le long des parois intérieures du four une surcuis- son des produits, tandis qu'au milieu de la masse il reste des incuits.
2 ) Les impuretés du co3Ca, les silicates notamment, produisent, dans les zônes de températures élevée, le collage des produits sur les pardLs du four. Il y a formation d'agglomérations qui peuvent arrêter le fonction- nement continu dans les fours du type de celui de la figure 2
On connaît également (figo 3) des- fours:horizontaux constitués d'un cylindre horizontal rotatif 7, chargé à une extrémité par une trémie 8 et dé- versant la chaux obtenue dans'une chambre de réception 9
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La cuisson est assurée par un brûleur 10 à charbon-pulvérisé ou à huile traversant l'extrémité du cylindre 7 du côté chargement.
Ces fours présentent l'inconvénient de consommer une quantité importante d'énergie pour l'entraînement en rotation du cylindre 7. D'au- tre part, l'installation nécessite des moyens mécaniques très onéreux et su- jets à l'usure.
La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvé- nients. Elle concerne à cet effet un procédé de cuisson ou de calcination des chaux,ciments, magnésies, plâtres, argiles ou autres, caractérisé par ce que l'on étale ces matières à cuire ou à calciner sous la forme d'une couche ou nappe de faible épaisseur, ce qui assure une cuisson rapide et ré- gulière et par suite un bon rendement.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, on maintient, à l'ai- de de la couche étalée sur le plan de cuisson, un réserve de matière à cuire de telle sorte que le départ de la couche cuite provoque l'arrivée automati- que sur le plan d'une nouvelle couche de produit à cuire, ce qui permet la continuité du procédé.
Suivant un autre mode de réalisation, on maintient la couche éta- lée sur le plan de cuisson à l'aide des matières cuites recueillies à la sor- tie de ce plan, l'extraction d'une quantité de matières cuites égale, à la quantité de matière en couche sur le plan de cuisson provoquant le départ de cette couche et son renouvellement avec les matières à cuire qu'elle mainte- nait pendant la cuisson.
Suivant un autre mode de réalisation, on effectue la cuisson de la couche de matière sur un plan incliné de manière à assurer automatiquement par gravité de départ de la couche cuite et l'arrivée de la couche à cuire.
Suivant un autre mode de réalisation, on chauffe au préalable les matières à cuire avant de les admettre dans la zone de cuisson.
L'invention concerne également un four pour la mise en oeuvre du procédé conforme aux paragraphes précédents ou procédés similaires, caracté- risé par ce que la chambre de cuisson est délimitée à sa partie inférieure par un plan incliné sur lequel viennent s'étaler en couche ou nappe de faible épaisseur les produits à cuire, ce four présentant de nombreux avantages tels que conduite simple et sûre, économie importante de combustible, marche en continu, bonne qualité et régularité des produits obtenus, construction écono- mique.
. Suivant un mode de réalisation de l'invention, la chambre de cuis- son communique à sa partie supérieure avec un silo de chargement contenant les matières à cuire, ce silo assurant l'alimentation de la zone de cuisson.
Suivant un autre mode de réalisation, la communication entre la chambre de cuisson et le silo de chargement est assurée par un passage régu- lateur, ce passage permettant l'admission des produits à cuire en les étalant sous forme de couche ou de nappe de faible épaisseur.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, la chambre de cuisson communique à sa partie inférieure avec une chambre de réception et de refroidissement des produits cuits.
L'invention s'étend aussi aux caractéristiques ci-après décrites et à leurs diverses combinaisons possibles.
Un four pour la mise en oeuvre du procédé-conforme à la présente invention est représenté à titre d'exemple non limitatif sur les dessins ci- joints dans lesquels
La figure 4 est une vue d'ensemble en élévation-coupe verticale de ce four.
La figure 5 est une vue de profil droit suivant la figure 4.
La figure 6 est une vue en plan coupée suivant la ligne VI-VI de la figure 4.
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La figure 7 est une vue partielle en élévation-coupe du four -silo de chargement).
La figure 8 est une vue de profil gauche suivant la figure 7.
La figure 9 est une vue partielle en coupe de la voûte de la cham- bre de cuisson.
Les figures 10, 11 et 12 sont des vues de l'emplacement du brûleur, respectivement en profil-coupe, de face et en plan coupe XII-XII.
Le procédé suivant l'invention consiste essentiellement à cuire ou à calciner les produits étalés sous la forme d'une couche ou nappe de fai- ble épaisseur sur un plan de préférence inclinée Les produits à cuire sont chauffés au préalable.
D'autre part, cette couche ou nappe maintient une réserve de pro- duits à cuire sollicités à venir s'établer sur le plan de cuisson, tandis qu'elle est maintenue sur ce plan par les produits déjà cuits. De cette fa- gon, l'extraction d'une certaine quantité de produits cuits, égale à la quan- tité des produits étalés, provoque la descente par gravité de la nappe cuite et l'arrivée sur le plan d'une-nouvelle nappe de produits à cuire.
Le four pour la mise en oeuvre de ce procédé et représenté sur les figures 4,5 et 6 comprend à cet effet - une zone de chargement 11, - une zone de préchauffage 12 , - un passage 13 réglant l'admission des matières à cuire dans la zone de cuisson, - un plan incliné 14 formant la base de la chambre de cuisson 15 - une chambre de cuisson ¯15 51 ' = une chambre de refroidissement 16,
La partie du four comprenant les zones de chargement 11 et de pré- chauffage 12 peut faire l'objet d'une construction distincte et pour ainsi dire séparée. Elle peut, selon les circonstances, être supportée.. à la hauteur voulue par des piliers et des poutres appropriés: ou bien, par exemple, être construite sur le bord en falaise d'une carrière.
Si l'on adopte le tirage naturel, la zone de chargement 11 est sur- montée d'une cheminée 19 et les matières à cuire sont chargées soit à la main, soit automatiquement, dans les ouvertures pratiquées à la base de la cheminée.
En cas d'un tirage force, les matières à cuire sont introduites dans le four par des ouvertures appropriées,
La zone de préchauffage 12 comprend un silo en maçonnerie de forme cylindrique ou autre.
Cette partie du four est continuellement remplie par les matières provenant de la zone de chargement 11 de façon à maintenir un niveau constant dans le four. Au fur et à mesure de leur descente à travers cette zone de préchauffage les matières s'acheminent vers le passage 13 en se réchauffant progressivement,
Le passage 13 qui termine la zone de préchauffage, est construit en forme de voûte de faible hauteur (fig. 8) et laisse..passer les matières à cuire, provenant de la zone de préchauffage, mais en les réglant de façon à maintenir une épaisseur constante sur le plan incliné 14 de la-chambre de cuisson 15.
Une arête saillante 20, ménagée dans le silo 12 au-dessus de l'o- rifice d'èntrée du passage 13, retient les produits à cuire afin de les cana- liser dans le passage et d'éviter son obstruction.
Le plan incliné 14 formant la base ou la partie inférieure de la chambre de cuisson 15 est prolongé sous le passage régulateur et dans le si- lo de préchauffage 12 dont il forme le fond. Sur ce plan 14 de la chambre
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15 les matières déjà réchauffées dans la zone précédente 12, sont soumises à la cuisson sur une épaisseur d'environ 10 à 25 mm
La chambre de cuisson est comprise d'une part entre le plan incli- né 14 et d'autre part sa partie supérieure qui est constituée par un plafond en forme de voûte (fig. 9). Des murs verticaux ferment les côtés., laissant une largeur intérieure, en rapport avec les dimensions générales du four et, enfin, un mur frontal termine la clotûre de la chambre de cuisson.
Les matières à cuire, étalées sur le plan incliné; représentent environ le 1/10 du volume total de la chambre de cuisson.
On entretient dans la chambre de cuisson la température voulue (facilement contrôlable à l'aide de pyromètres) soit au moyen de brûleurs 18 à huile lourde ou à charbon pulvérisé, introduits dans une ouverture fronta- le 21, soit à l'aide d'un gazogène ou d'un foyer quelconque. Le ou les brû- leurs sont placés en face du plan incliné sur lequel glisse le ruban des ma- tières à cuire.
La chambre de refroidissement 16 est ménagée en dessous de la cham bre de cuisson en sorte que les matières cuites viennent s'y déverser tout en présentant une solution de continuité avec les matières en train de cuire sur le plan incliné 14 de la chambre de cuisson 15o La chambre de refroidis- sement est une sorte de cuve présentant à sa partie inférieure une ouverture 22 disposée de façon à assurer aux produits cuits et refroidis une évacuation régulière.
Cette évacuation peut également se faire par une ou plusieurs ou- vertures 22 qui servent en même temps à l'arrivée de l'air nécessaire au re- froidissement des produits cuits.
Le fonctionnement du four est le suivant ;
Les matières à cuire, chargées dans le silo supérieur 12, subissent un préchauffage et s'écoulent par le passage régulateur 13 qui règle leur accès sur le plan incliné 14 de la chambre de cuisson 15
Les matières s'étalant sur le: plan incliné y forment une couche de faible épaisseur très perméable à la chaleur et maintenue à sa partie basse par les produits cuits contenus dans la chambre 16 à un niveau égal ou légè- rement supérieur à celui du bord inférieur du plan incliné.
Dans la chambre de cuisson 15, la radiation à l'intérieur considé- rable facilite grandement la cuisson. L'économie de combustible réalisée de ce fait est appréciable.
Les matières restent dans la chambre de cuisson maintenue à tempé- rature-voulue tout le temps nécessaire à leur cuisson complète. Cette durée est fonction de la nature des produits à cuire et est réglée par l'allure que l'on donne à l'extraction des produits cuits qui se trouvent dans la chambre de refroidissement 16.
Lors de chaque extraction, les matières se mettent en mouvement dans tout le four d'une façon uniforme. A cet effet, il suffit d'ouvrir l'ou- verture 22 pour faire tomber les produits refroidis de la chambre de refroi- dissement dans les wagonnets d'extraction 17. Ceci entraîne le glissement des matières sur le plan incliné de la chambre de cuisson 15 et les fait tomber dans la chambre de refroidissement 16. Dans le même temps, une égale quantité descend de la zone de préchauffage et vient s'étaler sur le plan de cuisson.
C'est donc toujours une même quantité de matières à cuire qui se présente à la cuisson à intervalles réguliers.
On charge alors dans le four une quantité de matières à cuire éga- le à celle extraite. On procède de même à chaque extraction pour réaliser une marche continue.
Le four et le procédé décrits ci-dessus assurent de nombreux avan- tages et notamment les suivants
1 ) La conduite du four est simple et sûre,
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2 ) Le déplacement des matières dans le four se fait par gravité sans besoin d'aucune force motrice comme dans le four rotatif.
3 ) La cuisson des produits est simplifiée et accélérée du fait de leur faible épaisseur dans la zone de cuisson.
4 ) Le contrôle rigoureux de la température de cuisson et la
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possibilité de la maintenir--fecilement au degré Voulu.
5 ) Par suite de ce contrôle de la température dans la chambre de cuisson, ce four peut s'adapter à la cuisson ou à la calcination de tous pro- duits tels que chaux ciments magnésies plâtres, argiles, etc... et même pour la cuisson de certains produits céramiques..
6 ) L'économie de combustible est importante - d'une part à cause de l'excellent rendement calorifique pouvant être obtenu dans la chambre de cuis'son,.- et d'autre part, grâce au préchauffage des matières à cuire avant leur entrée dans la chambre de cuisson.
Par exemple, au cours dressais effectués en marche continue, on a obtenu une chaux de qualité excellente avec un rendement qui, sous le rapport de la consommation du combustible peut être considéré parmi les meilleurs Environ 100 kg de fuel oil à 10.300 calories pour une tonne de chaux, soit 1.030.000 calories par tonne de chaux ou encore 4,087,040 BoThoU par tonne de chaux,
7 ) La bonne qualité et la régularité des produits obtenus.
Les non-cuits et les surcuits sont pratiquement éliminés.
Bien entendu, tous les appareils modernes de chargement d'extrac- tion et de contrôle peuvent être adaptés à ce four. A noter également que l'on peut y utiliser tous les combustibles huile, charbon, gazogène, etc...
REVENDICATIONS.
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1 Procédé de cuisson ou de calcination des chaux, ciments, ma- gnésies, plâtres, argiles ou autre, caractérisé par ce que l'on étale ces ma- tières à cuire ou à calciner sous la forme d'une couche ou nappe de faible épaisseur, ce qui assure une cuisson rapide et régulière et par suite un bon rendement.