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PROCEDE DE CUISSON DU CIMENT ET DES MATIERES SIMILAIRES ET DISPOSITIF
POUR SA REALISATION.
La présente invention concerna la cuisson du ciment et des matiè- res similaires dans les fours tubulaires rotatifs, au cours de laquelle la matière enfournée dans le tube de cuisson est élevée à l'aide de palettes ou cuillers disposées contre la paroi intérieure du four ou à l'aide de moyens similaires, pour être de nouveau distribuée ou délivrée par les palettes qui s'élèvent pendant la rotation du four, et elle consiste en ce que cette distribution de la matière par les palettes , ou leurs équivalents,est con- tinuée jusqu'à ce que celles-ci atteignent et dépassent le point le plus élevé de leur trajectoire circulaire et, avantageusement,jusqu'à ce qu'el- les se soient de nouveau mues vers le bas dans une mesure importante du côté descendant du tube rotatif.
On obtient ainsi que pratiquement toute la section transversale du tube de cuisson est traversée transversalement ou obliquement à longitudinalement par rapport à l'axe du tube de cuisson, par un ou plusieurs rideaux ou voiles presque sans vides ou lacunes, formés par la matière tombante. Les gaz de combustion de la..zone de cuisson qui traversent ces rideaux cèdent leur chaleur d'une manière extrêmement favo- rable à la matière à cuire, de sorte qu'on obtient une utilisation extrê- mement complète de la chaleur des gaz de combustion et par conséquent une grande économie de combustible.
Pour le réalisation de ce procédé, les palettes, ou leurs équi- valents, nombreuses et de dimensions largement calculées sont en outre, selon l'invention conformées et disposées de manière que lorsqu'elles se déplacent à travers l'accumulation de matière formée sur la sole du tube de cuisson elles entraînent des quantités considérables de matière et ne la laisse tomber ensuite que peu à peu.
La chute de la matière de chaque palette dure donc un certain temps, et pendant ce temps cette palette est ensuite arrivée au delà du point le plus élevé de sa trajectoire circulaire et est déjà de nouveau descendue dans une mesure considérable,
Afin que les palettes se remplissent complètement, la matière
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est fortement retenue sur la sole du tube de cuisson après qu'elle a déjà été enfournée en quantité abondante. Toutefois pour qu'à cette occasion elle ne tombe pas hors de 1-'extrémité d'enfournement du tube rotatif., il est prévu, à une certaine distance de cette extrémité du tube, des palettes de poussée, fixées à la paroi du tube, qui poussent la ma- tière énergiquement en avant vers la zone de cuisson.
De ce fait, dans une zone exempte de construction intérieure à l'extrémité frontale du tube rotatif, il y a seulement, constamment,un peu de matière, de sorte qu'ici la section de passage pour les gaz de combustion est très grande, Eventu- ellement,on peut monter ici au milieu du tube un noyau fermé ou annulaire de façon que la matière fraîchement introduite ne puisse pas s'ébouler d' emblée librement. Ceci est particulièrement avantageux lorsque la matière est chargée sous forme de grenailles.
L'invention est surtout appropriée à la transformation d'in- stallations de fours existantes de type plus ancien, lorsque leur rentabi- lité doit être améliorée, car elle peut être incorporée à de tels fours avec facilité et sans longue interruption de l'exploitation.
Les dessins ci-annexés représentent schématiquement un exemple de réalisation.
La figure 1 de ces dessins est une coupe longitudinale de l'ex- trémité d'enfournement d'un four rotatif; la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 3; la figure 3 est une coupe partielle suivant la ligne III-III de la figure 1, à plus grande échelle; les figures 4 à 10 représentent des détails d'autres exemples.
Le four rotatif 10 (figure 1) est monté sur des galets 11 et est mis en rotation lente dans le sens de la flèche x des figures 2 et 3 par une commande,. non représentée. Dans son extrémité frontale ou d'about ouverte et entourée par la fondation s'avance, à partir de celle- ci, le carter ou auge 13 dans laquelle il est prévu une vis transporteuse 14. Celle-ci brasse à fond la matière brute amenée du réservoir ou magasin 16 par la conduite 15 et la transporte dans le tube rotatif 10. Sur la sole de celui-ci, la matière s'étale en couche ayant, une section transversale en forme de segment, qui, par la révolution du tube est entraînée vers le haut d'un côté.
Les gaz de combustion provenant de la zone de combustion, non représentée, s'échappent par la conduite d'échappement 17, Ici, ils peuvent être conduits à travers un dispositif dépoussiéreur, duquel la poussière entraînée par eux peut être ramenée pour être de nouveau chargée dans le four.
A une certaine distance de l'extrémité d'entrée'du tube rotatif 10, il est laissé libre dans le revêtement ou garnissage de celui-ci une zone annulaire revêtue d'une couche 19 d'amiante ou d'une matière similaire.
Dans cette zone, il est disposé une couronne de palettes de poussée 13 dont les pieds se posent contre les deux bords du revêtement,ce qui a pour effet de soutenir aussi bien ces palettes que le revêtement.
L'enveloppe ou corps cylindrique en fer du tube rotatif 10 est, en cet endroit, déjà suffisamment protégé de la chaleur par la couche d'a- miante, parce qu'ici la matière fraîche qui vient d'être enfournée est en- core assez froide et qu'ici les gaz de combustion du four sont déjà forte- ment refroidis. Mais le renforcement annulaire agit cependant ici comme zone de retenue et produit l'accumulation de la matière sur la sole du four ro- tatif, jusqu'à ce que les palettes de poussée 18 la saisissent, la poussent en avant dans le sens axial et ainsi maintiennent libre la zone d'entrée.
La matière arrive ainsi à la portée des palettes de circulation 20 dressées suivant une ligne en hélice, par lesquelles elle est transportée plus loin vers les palettes élévatoires 21. Dans l'axe du tube rotatif, il est prévu une conduite fixe d'amenée 22, qui est coudée vers le bas derrière les palet- tes élévatoires 21 et débouche ici juste au-dessus de la sole du four.
Par cette conduite, au moyen de la soufflante 23, la susdite poussière sépa- rée des gaz de combustion, qui a été captée, est amenée en ce point après
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avoir été introduite par la conduite 24. Devant l'embouchure ou sortie de cette conduite d'amenée -lorsqu'on regarde de l'extrémité de sortie du tube de cuisson - il est prévu'dans le tube rotatif 10 un anneau de retenue 25' afin de retenir fortement la matière ici et de faire participer la poussière à cette accumulation. La matière qui passe par-dessus cet anneau de rete- nue 25' arrive ensuite à la portée de palettes élévatoires supplémentaires 26, qui sont disposées dans le tube du four suivant une ligne hélicoïdale.
Elles élèvent de nouveau la matière et la laissent de nouveau tomber peu à peu, de sorte qu'il se forme ici transversalement et obliquement à parallè- lement à l'axe de révolution des rideaux sans vides à travers lesquels pas- sent les gaz de combustion. Derrière cette zone de palettes élévatoires, le chargement du fous s'accumule de nouveau sur la sole du tube devant l'anneau de retenue 2511 qui sert à protéger les palettes élévatoires 26 déjà très proches de la zone de combustion. Les palettes 20 n'ont pas besoin d'une protection de ce genre parce qu'elles sont à une plus grande distance de la zone de combustion et que de ce fait la température des gaz est déjà abaissée, d'autant plus qu'elles sont réunies.en une couronne et agissent par conséquent elles-mêmes déjà comme anneau de retenue.
Du réservoir 16, une deuxième conduite de matière fraîche mène dans le carter fixe 27 placé au-dessus du tube rotatif 10 et contenant une vis transporteuse 28. Par cette voie, de la matière fraîche supplémentaire est amenée à la gaine fixe 29 entourant le tube rotatif 10; elle est élevée pendant la rotation du four par les palettes rotatives 30 qui tournent dans la gaine 29 et elle est introduite, par les ouvertures 31 de la paroi du tube, à l'intérieur du four, de sorte qu'elle arrive, entre les deux anneaux de retenue 25' et 25", dans la matière déjà réchauffée enfournée par la vis 14 et est entraînée par cette matière et rapidement chauffée par elle.
On évite ainsi également, d'une manière efficace, une surchauffe des palettes élévatoires 26 se trouvant entre les deux anneaux de retenue 25' et 25".
Pour diminuer aussi l'entraînement de poussière par les gaz de combustion qui s'échappent, il est également monté, dans la zone située le plus près de l'extrémité de chargement du tube rotatif 10 et exempte de constructions intérieures, des palettes rotatives 32, qui, par des ouvertures 33, sont en communication avec l'intérieur du tube et tournent dans la gaine fixe 34 de laquelle le conduit d'échappement 35 évacue les gaz devenus prati- quement exempts de poussière par suite des multiples changements de direc- tion.
Les palettes 20 peuvent aussi être montées en plusieurs anneaux placés les uns à côté des autres, les palettes de chaque anneau étant serrées les unes tout contre les autres et formant un anneau fermé, mais les palet- tes des anneaux voisins étant cependant toujours décalées entre elles d'un demi-pas des palettes, comme cela est représenté à la figure 3. En outre, chaque palette consiste en une paroi 40 de la forme d'un anneau non rond et est raidie par une nervure médiane 41. La partie de la paroi 40, qui se place contre la paroi du tube rotatif a la même courbure qu'elle, afin que cette partie s'applique contre la paroi du tube de façon lisse et étan- che.
De cette partie, les deux autres parties convergentes partent sous des angles différents de telle sorte que les parties voisines des palettes se placent toujours l'une tout contre l'autre. Les deux chambres formées dans les palettes de formes énantiomorphes (c'est-à-dire identiques mais inverses et symétriques par rapport à un miroir plan) sont en communication par une ouverture encadrée par la nervure médiane 41. Sur la paroi des palettes, il est prévu intérieurement dans la partie tournée vers le centre du tube rotatif une nervure de retenue 42 parallèle à l'axe du tube.
Jusqu'à celle-ci, les palettes sont fermées des deux côtés par des parois latérales 43; mais à partir de cette nervure, la paroi des palettes va en s'étrécissant des deux côtés, de sorte qu'elle se termine en une pointe située en avant lors de la rotation. La partie fuyant de nouveau en arriè- re à partir de cette pointe vers le tube du four va ensuite de nouveau en s'élargissant. La palette est donc effilée en forme de coin, de sorte qu' elle coupe dans la charge accumulée, et ses ouvertures sont situées sur les deux flancs du coin, de sorte que la matière y pénètre. Cette configu-
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ration des palettes a pour effet que, lors du passage à travers la matière, elles se remplissent complètement de celle-ci, mais ne la laisse s'échapper vers le bas que peu à peu après le mouvement ascendant.
Les palettes peu- vent aussi présenter des fentes dans la partie de paroi tournée vers l'axe du tube, comme cela est indiqué en 39.
Les palettes sont montées sur le revêtement 44 du four. Leur partie 45, placée contre ce revêtement, est fixée à l'enveloppe du four par des boulons 46 à tête rectangulaire 47. Des nez 48, prévus sur la paroi 45, empêchent une rotation des boulons 46. En outre, des boulons 49,présentant des nez 50, sont fichés dans des trous coniques de la paroi 45, de sorte qu'eux non plus ne peuvent pas tourner. Les extrémités file- tées des deux boulons 46 et 49 saillissent librement à l'extérieur de l'en- veloppe du tube rotatif dans une mesure telle qu'on peut visser sur elles des écrous de fixation 51.
Les extrémités filetées des boulons 46 et 49 sont en acier ordinaire, de sorte que les filets de vis peuvent être taillés facilement et ne s'ébrèchent pas même lorsqu'on visse fréquemment les écrous,tandis que les extrémités des boulons situées vers l'intérieur du tube rotatif avec les têtes 47 ainsi que les nez 48 et 50 sont en fer hautement réfractaire. Les deux parties de chaque boulon sont soudées en- semble.
Des tubulures ou.douilles 52 sont soudées sur le côté intérieur de l'enveloppe 10 du tube. Leur position est choisie de manière que les boulons 46 et 49 y passent avec jeu. La section transversale des douilles est ronde ou angulaire, avantageusement carrée, ce qui facilite le jointoya- ge des briques du revêtement 44. Pour chaque palette il est prévu deux boulons 46,placés de part et d'autre de la nervure médiane 41, et deux bou- lons 49, placés de même. Ces palettes peuvent être facilement et rapide- ment enlevées et posées séparément sans que le revêtement du tube rotatif soit endommagé.
Comme toutes les parties filetées se trouvent à l'exté- rieur du tube rotatif,elles sont facilement accessibles et protégées con- tre des détériorations de tout genre par la combustion. Le fait que les boulons sont au nombre de quatre assure la position de chaque palette même en cas d'effort causé d'un seul côté par le fonctionnement, mais le jeu des boulons dans leurs douilles offre la possibilité que d'éventuelles ten- sions se compensent facilement. Même lorsque le revêtement du four est en- dommage., la position des palettes reste assurée, car les douilles servent d'organes d'espacement. La matière tombant des palettes tombe toujours sur des palettes diamétralement opposées, mais non sur le revêtement de sorte que celui-ci ne peut pas être touché et endommagé.
D'une manière non représentée, il peut être prévu derrière le tube rotatif un dispositif pour la refroidissement de la poussière à ramener dans le four,ce qui est particulièrement avantageux lorsque la matière à cuire est enfournée sous forme de grenailles et que la poussière est employée pour contribuer à leur fabrication.
Dans l'exemple de réalisation représenté aux figures 4 et 5, il est prévu,dans la zone du tube rotatif 61, dans laquelle se trouvent les palettes 62, un noyau tronconique annulaire 63 dont la petite base est tournée vers l'extrémité de défournement du tube rotatif 61 et qui est fixé dans celui-ci par des supports non représentés. La matière tombant des palettes 62 arrive sur la surface extérieure de ce noyau et s'étale encore davantage, en glissant vers le côté de défournement du tube rotatif de sorte que la section transversale intérieure libre du noyau 63 est, com- me le montre la figure 5, fermée par un rideau, parfaitement uniforme et sans solutions de continuité, de matière qui tombe.
Gomme la matière est ainsi projetée vers l'extrémité de défour- nement du tube rotatif - voir figure 4 - le noyau circulaire 63 a simul- tanément pour effet de faire avancer la matière. Dans le type de construc- tion selon la figure 6, le noyau tronconique intérieur 68, prévu dans le tube rotatif 66 dans la région des palettes 67, a sa petite base tournée ve-rs le côté d'enfournement du tube rotatif, de sorte que, tous les autres effets restant les mêmes, on obtient un ralentissement du passage de la
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matière dans le sens axial à travers le tube rotatif.
On peut monter des noyaux des deux genres dans des zones diffé- rentes du tube rotatif;. la figure 7 montre comment un noyau biconique 73 est placé entre les palettes 72.
Dans le tube rotatif 76 de la figure 8, il est prévu, des deux côtés du noyau annulaire biconique 78, monté entre les palettes 77, des an- neaux 79 de forme tronconique simple, les palettes 77 reçoivent en outre une largeur, en direction axiale, telle que tous les noyaux annulaires sont chargés de la matière tombant des palettes et que, de cette manière, il se forme plusieurs rideaux de matière.
Pour obtenir un avancement axial particulièrement intense de la matière, tous les noyaux tronconique, disposés les uns derrière les autres ont, selon la figure 9, leur petite base tournée du même côté dans le tube rotatif 81, dans la région des palettes 82, 83.
Enfin, selon la figure 10, des segments coniques 88 sont ratta- chés directement aux palettes 87 du tube rotatif 86, de sorte qu'il ne reste pas d'espace libre entre les deux.
L'installation selon l'invention peut être employée non seule- ment à des fins de cuisson, mais encore pour le refroidissement et le sécha- ge de matières de toutes sortes, et c'est le cas en particulier pour les palettes décrites plus haut, dans leur disposition sur la paroi intérieure de tambours tournants.
Il peut être intéressant d'ajouter à la charge du four une matière à grande 'capacité d'absorption de la chaleur, par exemple des mor- ceaux de matériaux fortement réfractaires ou de clinker de ciment déjà cuit.