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PROCEDE ET INSTALLATION POUR LA CALCINATION DE MATIERES COMBUSTIBLES
FINES.
L'objet de la présente invention est un procédé et une installa- tion pour la calcination de matières combustibles fines., particulièrement de pierre à chaux, pour le grillage de minerais fins et analogues.La pierre à chaux sous forme de fines ne peut être calcinée que difficilement dans les fours à cuve, particulièrement lorsque la grandeur des morceaux varie sui- vant l'imposte naturelle. Les morceaux de petites dimensions se tassent dans les fours à cuve de manière telle que le passage des gaz en devient plus dif- ficile ou est rendu complètement impossible. De petites différences d'entasse- ment de la matière à calciner produisent de grandes variations de qualité du produit obtenu.
Suivant la présente invention la charge est introduite dans les fours à cuve dont la chambre de combustion a une section circulaire, par exem- ple, de manière telle que les morceaux de petites dimensions viennent se pla- cer près de la paroi intérieure de l'espace annulaire et que les morceaux plus grands sont chargés suivant des couches circulaires à diamètre croissants, ' (vers l'extérieur) de telle sorte que les morceaux les plus grands se trouvent à la périphérie.
La matière tassée de cette manière, au cours de son passage à travers le four à cuve, pénètre dans la partie à section circulaire et à diamètre croissant, de telle sorte que la chambre de combustion s'agrandit donc lorsque la matière descend., tandis que la hauteur d'entassement de la ma- tière à la surface intérieure de l'espace annulaire,, par suite de la variation de l'angle de talus de la matière sous-jacente et des couches qui la recou- vrent, diminue peu à peu dans la zone de combustion à l'encontre de la direc- tion de la flamme.
De cette manière la flamme des brûleurs disposés à la périphérie de la partie inférieure de l'espace annulaire est en contact direct et dura- ble avec les gros morceaux se trouvant à l'extérieur En même temps cette ma- tière en gros morceaux est exposée le plus fortement et le plus longtemps aux
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radiations des gaz et de la voûte des parois extérieures de la chambre annu- laire. Il en résulte une calcination régulière de la matière en morceaux, indépendante des dimensions de ceux-ci.
Pour la mise en oeuvre de ce procédé on peut employer par exem- ple un four à cuve annulaire à corps vertical relativement court raccordé à une cuve annulaire s'élargissant coniquement vers le dessous. Le centre de la cuve verticale est occupé par un noyau maçonné, de telle sorte que la chambre de combustion a une forme annulaire même dans la partie verticale du four.
La partie inférieure de ce noyau et la paroi extérieure de la partie inférieure du four entourant la partie verticale sont élargies coni- quement vers l'extérieur, la partie inférieure du noyau ayant une inclinai- son approximativement égale à la pente naturelle de la matière qui y est pla- cée directement. Il en résulte que la matière en petits morceaux placée con- tre le noyau effectue le passage à travers le four pendant la durée nécessài- re à l'exécution complète de l'opération de calcination.
Il faut également tenir compte de ce que la matière en petits morceaux disposée vers l'inté- rieur est exposée pendant tout son trajet à des températures considérable- ment moindres que la matière en gros morceaux disposée à l'extérieure
L'alimentation par couches, citée plus haut, de la matière dans un four à cuve de cette espèce peut avoir lieu de préférence à l'aide d'une grille conique avec fentes s'élargissant radialement, se trouvant au-dessus de l'ouverture supérieureo On peut également utiliser d'autres installations de criblage, par exemple des installations de criblage mobiles comme les vi- brateurs.
En cours de marche des fours à cuve annulaires construits sui- vant la présente invention on a constaté en outre qu'il est préférable, en vue de la réalisation d'un traitement régulier de l'ensemble de la matière, d'avoir la possibilité de déplacer à l'intérieur de la,-cuve le courant gazeux passant vers le haut, de telle sorte que suivant les besoins c'est la matière en gros morceaux ou en petits morceaux, ou encore une zone se trouvant entre ces deux couches de matière sont exposées le plus intensément au courant ga- zeuxe Ce but, donc la possibilité de direction du courant gazeux et son adap- tation à la condition et à l'état momentané de la matière est réalisé suivant l'invention en créant, à coté du canal d'échappement fourni par la cuve elle- même,
un canal d'échappement supplémentaire pour le courant gazeux le long de la surface de glissement de la matière, et en prévoyant des dispositifs de réglage pour ces deux canaux, munis par exemple d'ouvertures d'échappe- ment réglables de telle sorte que suivant le besoin le courant gazeux puisse être dirigé à travers la section entière de la cuve ou plus près de la paroi extérieure ou plus près de la paroi intérieure.,
Les dessins annexés représentent à titre d'exemple et schémati- quement deux formes de réalisation de l'objet de la présente invention.
La figure 1 représente en coupe verticale un four à cuve annu- laire suivant la présente invention.
La figure 2 est une vue en plan de l'installation suivant la fi- gure 1.
La figure 3 représente en vue en plan une partie de la grille radiale.
La figure 4 représente en coupe verticale une forme de réalisa- tion modifiée de four à cuve annulaire.
La figure 5 est une vue en plan de l'installation suivant la fi- gure 4.
Sur les figures le chiffre de référence 1 désigne la fondation du four à cuve annulaire, en maçonnerie ou en béton par exemple. Sur cette fondation, dont la colonne centrale 2 porte la grille radiale conique 3, est monté le noyau intérieur 4 du four, constitué par unmatériau réfractaire.
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La paroi extérieure du four est constituée par la magonnerie circulaire 5, dont la partie inférieure 6 s'élargit en forme de cône. Dans la partie in- férieure 6 de la magonnerie sont prévus les brûleurs 7,8, dirigés par exem- ple radialement ou suivant une autre direction, par exemple tangentielle- par rapport à la cuve.
A la partie de la zone de combustion 9 se raccorde une zone de refroidissement pour la matière, qui est éliminée de manière quelconque de la chambre de combustion par exemple à l'aide d'une surface de glissement oblique 10.La décharge de la matière peut avoir lieu d'une manière appro- priée quelconque, par exemple à partir du plateau 11, à l'aide d'un dispositif racleur tournant 12.On amène de l'air supplémentaire à la chambre de sortie 13,cet air refroidissant la matière et étant préchauffé lorsqu' il. pénètre dans la chambre de combustion.
Le transport de la matière jusqu'au four a lieu à l'aide d'in- stallations de transport quelconques, par exemple à l'aide d'un élévateur à godets 14, d'où. la matière passe dans un sas double 15, 16 de construction connue, pour tomber ensuite directement sur la grille de distribution conique 3. Etant donné que les fentes de cette grille s'élargissent vers l'extérieur, (voir la figure 3) les petits morceaux de matière tombent le long de la paroi de la colonne 2 du noyau et constituent de cette façon la couche intérieure se déplaçant le long du noyau intérieur.
Sur cette couche intérieure viennent se placer d'autres couches annulaires de matière, à morceaux de plus en plus grands, jusqu'à ce que finalement la couche extérieure soit formée des mor- ceaux les plus grands tombant au-delà de la grille. Etant donné que l'incli- naison de la partie inférieure du noyau 4 est un peu plus grande que la pen- te naturelle de la matière qui y est placée, on obtient approximativement la forme d'écoulement de matière représentée par le dessin, de telle sorte qu'eq face des flammes l'entassement de la matière est le plus faible,.'Cet écoule- ment de la matière assure une surface de matière irradiée de très grande éten- due, couvrant la plus grande partie de la longueur de la colonne de matière.
Au lieu de monter la grille conique sur une colonne centrale 2, les barreaux de grille peuvent également, comme le représente la partie de droite de la fige 1, être fixés par exemple à la paroi de tôle 17 de l'enve- loppe extérieure. Dans ce corps en tôle on dispose également des canaux d'é- chappement de gaz, par exemple deux canaux d'échappement des gaz 18, 19 diri- gés des deux cotés.
Dans le corps en tôle 17 ainsi que dans la paroi extérieure 6 on peut également prévoir des ouvertures 20, 21 qui peuvent tre fermées, destinées à l'admission de combustibles supplémentaires.
Dans les fige 4 et 5 les mêmes chiffres de référence désignent les mêmes éléments que dans les figures 1 à 3.
Dans cette forme de réalisation on a prévu, afin de pouvoir di- riger les gaz issus des brûleurs 7, 8 à l'intérieur de la cuve, sous la grille de tamisage 3 un écran de guidage 22, à distance appropriée du cône- 4, cet écran étant constitué de préférence par de la fonte résistant à la chaleur et étant relié par un tube 25 à une conduite annulaire 24, par exem- ple à l'aide de plusieurs, par exemple deux pièces tubulaires 25, qui con- stituent une liaison transversale entre le tube 23 et la conduite annulaire 24. La conduite annulaire 24 est en outre reliée directement à la cuve-du four par des conduites 26. Les conduites 26 sont munies de clapets de régla- ge 27.
Lorsque les clapets de réglage 27 sont fermés, le courant ga- zeux entier est évidemment obligé de passer à travers l'espace annulaire com- pris entre le cône 4 et 19 entonnoir de guidage 22 ainsi qu'à travers les tu- bes 23 et les tubes transversaux 25 pour arriver à la conduite annulaire.
Si au contraire les clapets de réglage 27 sont partiellement ouverts, le cou- rant gazeux passe en partie par le tube 23, mais en partie aussi directement de la cuve à travers les tubes 26 à la conduite annulaire 24. Lorsque les
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clapets de réglage 27 sont complètement ouverts, presque tout le courant ga- zeux passe par la cuve et les conduites 26 dans la conduite annulaire 24, étant donné que la résistance que présente cette trajectoire est considéra- blement moindre. On pourrait également prévoir dans la conduite 23 un cla- pet de réglage spécial, mais ce -dernier n'est en général pas nécessaire.
L'installation décrite peut être modifiée de nombreuses maniè- res dans le cadre de l'idée de l'invention. C'est ainsi que l'on peut par exemple, afin d'adapter le four à des matières à morceaux de dimensions va- riables, choisir un noyau central 2, 4 à hauteur réglable, et éventuellement rotatif. La possibilité de réglage permet de surélever quelque peu le noyau par exemple pour la calcination de matières à morceaux très petits, de telle sorte que l'ouverture de passage et la profondeur de la cuve sont réduites en conséquence.
Pour des opérations qui ont lieu à la température d'aggloméra- tion ou près de celle-ci, il peut en outre être avantageux, de faire bouger le noyau de façon appropriée, par exemple de le faire tourner, afin d'éviter des dépôts à sa surface. Le procédé décrit pourrait également, au lieu d'être mis en oeuvre dans une cuve annulaire avec noyau faisant protubérance à l'in- térieur, être exécuté dans une chambre de combustion d'aune autre forme, par exemple à surface de glissement planée Dans ce cas également la matière - sui- vant le principe de l'invention -devrait être introduite de façon telle que les morceaux de petites dimensions descendent directement par la surface in- clinée,
tandis que les morceaux plus grands s'entassent au-dessus des mor- ceaux plus petits et que l'épaisseur de toute la couche de matière diminue peu à peu vers le bas, par suite de la divergence des pentes naturelles de la matière sous-jacente et des couches qui la recouvrent. L'installation de réglage décrite avec référence aux figures 4 et 5 pour le courant gazeux tra- versant la cuve peut également subir des modifications appropriées au but poursuivi. Ce but est toujours de permettre au courant gazeux, suivant les- besoins, d'être rapproché de la-paroi extérieure, ou- de la paroi intérieure de la cuve, ou de passer par son centre.
Dans tous les cas on peut à l'aide de l'installation décrite par ses différentes formes d'exécution réaliser un traitement thermique régulier de matières à petits grains de différentes dimensions. Pour la calcination de la chaux en particulier on obtient un produit très régulier et uniforme.
L'emploi de l'installation décrite pour toutes les opérations de calcination, d'agglomération ou de grillage, par exemple le traitement d'autres carbonates que la -pierre à chaux, comme par exemple de sidérose, de carbonate de magnésium, etc.-, présente des avantages analogues.
REVENDICATIONS.
1 - Procédé de calcination, d'agglomération ou de grillage dans des fours à cuve, caractérisé en ce que la matière est introduite dans la chambre de combustion du four à cuve en couches telles que la matière à pe- tits grains descend par la couche inférieure inclinée approximativement sui- vant sa pente naturelle, tandis que les couches de matière qui la recouvrent comportent des morceaux plus gros à mesure que l'on se rapproche du dessus, de telle sorte que l'épaisseur de la couche complète, par suite des différen- ces de pente naturelle des différentes couches partielles, diminue peu à peu dans la zone de combustion en sens inverse de celui de la flamme.