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PROCEDE ET APPAREIL POUR LA GRANULATION DES SCORIESI- DES LAITIERS
ET DE TOUS AUTRES PRODUITS ANALOGUES.
Lorsqu'on désire mettre sous la forme la plus divisée possible, par mouture des matières telles que des scories, des laitiers, etc..., il y a intérêt à les granuler au préalable car la mouture directe des matières refroidies est une opération relativement coûteuse et qui se heurte à diver- ses difficultés.
La présente invention a pour objet un procédé permettant, à partir des matières (scories ,laitiers , etc..) liquides , à leur coulée de l'appareil où elles ont été formées, d'obtenir un produit sous forme de gra- nules de faible dimension, produit que l'on peut stocker et manutentionner avec une très grande facilité avant de l'envoyer à la mouture définitive, laquelle se fait alors dans les meilleures conditions.
Le procédé objet de 1-'invention consiste essentiellement à faire tomber les matières précitées s'écoulant, à l'état liquidé, par une goulotte, sur un organe en forme de coupe, ou de cloche renversée, tournant à grande vitesse et à les soumettre à l'action d'un agent de refroidissement.
L'invention a aussi pour objet un appareil pour la mise en oeuvre dudit procédé, appareil essentiellement caractérisé par la combinai- son, à l'intérieur d'une enceinte ouverte à la partie inférieure et munie à la partie supérieure d'une goulotte d'introduction des matières à granuler; d'un organe en forme de coupe,ou de cloche renversée, tournant à grande vi- tesse et sur lequel tombent les matières liquides à granuler; d'un disposi- tif d'auto-centrage de l'organe rotatif,dispositif comportant une suspension souple qui permet à l'appareil de supporter les balourds importants pouvant se présenter en marche, sans que des vibrations soient transmises à la char- pente, ou bâti, de l'appareil;
d'un mécanisme de commande de la rotation de l'organe rotatif, d'un système de refroidissement des granules formés, par injection d'eau, d'air ou d'un gaz quelconque; de moyens pour produire un
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fort courant d'air ascendant assurant le séchage des granules qui tombent vers la base de l'appareil; enfin, d'un dispositif recueillant la matière granulée à la sortie de l'appareil et la transportant au lieu de stockage.
Sur le dessin annexé, on a représenté schématiquement ,à titre d'illustration seulement et sans aucun caractère limitatif de la portée de l'invention,un mode de réalisation de celle-ci pris comme exemple.
La fig. 1 est une coupe verticale, par l'axe,de l'ensemble de l'appareil pour la granulation des scories liquides, des laitiers liquides et autres produits analogues;
La fig. 2 en est une vue en plan avec coupe par II-II de la fig.
1.
Conformément à l'invention, on réalise la granulation des pro- duits tels que les scories, les laitiers, etc... à partir de leur état flui- de, en versant la matière liquide sur un organe tournant à grande vitesse qui en provoque la granulation et en soumettant le produit granulé'ainsi obtenu à l'action de multiples jets d'eau qui en assurent le refroidissement.
Dans l'appareil perfectionné conformément à la présente inven- tion, l'organe rotatif 2a sur lequel on fait tomber le produit en fusion à granuler affecte la forme d'une coupe, ou cloche renversée, tournant à grande vitesse autour d'un axe vertical 3a. La coupe 2a est de préférence garnie sur sa surface interne soit d'un briquetage, soit d'une couche de ci- ment réfractaire (non figurée), ce garnissage servant à protéger la structu- re de l'appareil. .
Il importe, pour l'obtention de granules de faible dimension et pour la bonne tenue générale de l'appareil, que la matière à granuler se ré- partisse uniformément, sous l'action de la force centrifuge engendrée par 1a rotation rapide de la coupe 2a, sur la surface interne de celle-ci. D'autre part, l'épaisseur de la couche de matière centrifugée, épaisseur qui est grande dans les régions voisines de l'axe de rotation, va en diminuant rapi- dement à mesure que l'on s'éloigne de cet axe..La cadence à laquelle ladite épaisseur diminue est fonction de la forme de la coupe: on détermine cette. forme de manière telle que la matière se répartisse sans glissement et sans cavitation sur la surface interne de la coupe.
On obtient ce résultat en maintenant constante l'accélération moyenne jusqu'au bord et on choisit la forme de ce dernier de façon à éviter l'arrachement de la matière par l'ef- fet de la force centrifuge. La courbure du bord est choisie de façon à ne pas dépasser une valeur maximum déterminée par les caractéristiques de la matière à granuler (compte tenu de la vitesse de rotation adoptée) .
En remontant le long de la paroi de la coupe 2a, la matière forme une couche uniforme très mince s'échappant, finalement, à la périphérie en formant une nappe liquide (ab, fig. 1) qui se trouve pro jetée,à une vitesse linéaire importante, dans le plan de rotation. A une distance relativement faible du bord, cette nappe, sous l'effet de la résistance et de la turbu-- lence de l'air, se brise en une multitude de particules très fines qui, projetées vers la carcasse extérieure 1 de l'appareil' rencontrent des jets d'eau finement pulvérisée 16 débités dans la zone de granulation par des ajutages portés par la couronne 10a d'amenée d'eau. La solidification des granules, accompagnée par le dégagement violent de vapeur qui se produit, fait éclater les particules précitées et donne lieu à la formation désirée de granules.
La rotation de la coupe 2a est commandée par un moteur 4 dont le mouvement est transmis à l'arbre 3a par l'intermédiaire d'un multiplicateur de vitesse 17, d'un arbre 18, de deux pignons d'angle 19 et 20, d'un arbre 21 et d'une articulation de cardan 22.
Ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, il est essentiel, pour que l'appareil fonctionne dans de bonnes conditions, que soit assuré un compor- tement très stable de la coupe 2a sous une charge qui varie parfois bruta- lement. Il ne peut pas être question d'utiles er un dispositif rigide de sup- port de l'arbre de ladite coupe et, conformément à une autre caractéristique
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de l'invention, on a réalisé un montage tel que la coupe ait une souplesse extrême autour de sa position d'équilibres afin qu'elle puisse supporter des balourds importants sans que des vibrations quelconques soient transmises à la partie fixe de l'appareil.
Le dispositif utilisé ici, à titre d'exemple, réalise un auto- centrage gyroscopique avec rappel élastique non linéaire. Cette solution procure des avantages multiples, en ce qui concerne aussi bien la sécurité que la bonne marche de l'appareil. Les amplitudes, même dans les cas ex- trêmes de résonance, sont limitées sans que l'on ait à faire appel aux dis- positifs de dissipation d'énergie. Les faibles déplacements autour de la position d'équilibre provoqués par les irrégularités d'écoulement de la matière liquide sur la coupe ne seront même pas perceptibles en dehors de la suspension et ils contribueront à améliorer la répartition de la masse fluide. C'est là un point particulièrement important pour l'obtention d'un fonctionnement correct de la coupe centrifugeuse.
Le centre de gravité de l'ensemble se trouve placé verticale- ment au-dessus du point d'articulation du système. La coupe est stabilisée statiquement par une suspension élastique constituéepar six tirants reliant à la carcasse fixe 1 de l'appareil le support 23 du palier dans lequel tour- ne l'arbre 3a de la coupe.
Chaque tirant se compose de deux-barres rigides (ou tirants) 24 attachées par une extrémité, l'une au support 23, 1-'autre à la carcasse 1, et reliées par leur autre extrémité au moyen d'un élément élastique con- stitué par des câbles 25 tendus entre deux plaques 26, chacune desquelles est rendue solidaire de l'une des barres 24.
Les tirants 24 situés le plus près de l'axe de l'appareil pas- sent à l'intérieur du support 23; celui-ci est chambré autour des tirants pour permettre la réalisation d'une circulation deau assurant la protec- tion desdita tirants contre les variations de température.
Ce dispositif de suspension réalise un rappel élastique (grâce aux éléments 25-26) sensiblement linéaire dans une zone d'amplitudes faibles qui, en marche normale,n'est pas dépassée.
En dehors de cette zone, le rappel croit rapidement, ce qui con- fère à la suspension une caractéristique non linéaire. Mais la stabilisa- tion de la coupe rotative se trouve ainsi facilitée dans toute la gamme des vitesses, y compris les faibles vitesses.
Au repos,l'appareil forme un ensemble rigide ayant l'avantage d'être léger et robuste, ce qui-en facilite le transporte le maniement et l'entretien. En marche,)' l'absence de vibrations obtenue grâce aux pro- priétés autostabilisatrices de la suspension réduit les fatigues au minimum, ce qui augmente la résistance des pièces mécaniques
Les granules formés sont recueillis à la partie inférieure de l'appareil sur un transporteur (non figuré) qui les conduit au lieu de stockage.
Le procédé et l'appareil ci-dessus décrits trouvent une appli- cation particulièrement intéressante dans la granulation des scories Thomas utilisées comme engrais et qui, pour cet emploi, doivent être moulues à un degré de finesse très poussé. Mais ils sont applicables,également, à la granulation de toutes autres matières telles,par exemple, que les laitiers ou autres scories.
Il est bien entendu que les détails de réalisation décrits et figurés ne Pont été qu'à titre d'illustration et qu'on pourrait les modifier de diverses manières ou remplacer certains éléments par des élé- ments équivalents sans que l'économie de l'invention s'en trouve, pour cela altérée. C'est ainsi, notamment, que l'on pourrait remplacer le refroidis- sement par pulvérisation d'eau par un refroidissement au moyen d'air ou de gaz appropriés quelconques.