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On sait qu'un produit de structure vésiéulaire, utilisable pour l'isolement peut être préparé en soumettant à la cuisson des argiles appropriées ou des matières analogues, contenant l'anhydride d'acide silicique, dans un four rotatif, jusqu'à un début de fusion.. On sait également qu'un procédé de cette nature comporte de grandes difficultés lorsqu'il s'agit d'obtenir un produit qui doit se présenter sous la forme de petits corps ou dés arrondis et qui doit en outre posséder la faible densité re- quise, exprimée en kg par m3 du produit cuit. Cependant, ces deux conditions sont d'une importance décisive pour une production avantageuse.
La difficulté principale réside dans les efforts visant à empêcher que, lorsque la température du produit a atteint une valeur maximum, celui-ci ne s'agglomère pour former de gros gou- lets, qui rendent impossible un fonctionnement constant du four;
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mais si, d'autre part, la matière n'atteint pas la température requise, le produit obtenu présente une densité excessive. Ceci signifie à son tour un pouvoir isolant inférieur et la production d'un nombre moindre de mètres cubes.
On a déjà proposé de combattre la tendance de la matière à l'agglomération en refroidissant le four depuis l'extérieur ou en appliquant sur la matière soumise à la cuisson un enrobage de matière réfractaire; cependant, on n'a pas pu remédier auxdits inconvénients par ces moyens. La méthode qui a donné jusqu'ici les meilleurs résultats dans la lutte contre l'agglomération consiste à faire tourner le four à une vitesse anormalement élevée, par exemple à une vitesse supérieure à 20 m/min, pour la périphé.. rie intérieure.
Toutefois, l'exploitation par cette méthode d'un four rota- tif ayant des dimensions courantes, par exemple un diamètre inté- rieur d'environ 2,5 m et 'une longueur d'environ 45 m implique des difficultés techniques importantes, étant donné les effets méca- niques exercés sur la construction du four par cette vitesse de rotation élevée, en considérant que, comme on le sait,. ces effets croissent avec le carré de la vitesse.
De plus, une vitesse de rotation du four de cet ordre de grandeur comporte encore un autre inconvénient, en ce sens qu'elle ne permet pas toujours un séchage de la matière dans toute la masse, avant que cette matière ne pénètre dans la zone de cuisson du four. Lorsque l'argile sèche trop rapidement, il se forme une surface sèche et dense sur la pièce d'argile encore humide, sur- face qui empêche l'échappement de la vapeur d'eau de l'intérieur de la pièce d'argile, jusqu'au moment où la pression de la vapeur devient si élevée que la pièce d'argile éclate. On obtient ainsi de petits fragments d'argile aux arêtes déchiquetées, au lieu de particules d'argile arrondies, de sorte que la qualité du produit final n'est pas satisfaisante.
Or, on a désormais la possibilité de fabriquer un produit
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consistant pour la plus grande part en petits corps ou dés arron- dis, de préférence d'une grosseur de 3-20 mm et d'une densité inférieure à environ 500 kg/m3. Selon l'invention, ceci est réalisé en soumettant l'argile gonflable à la cuisson dans un four rota- tif constitué par deux compartiments tournant chacun séparément et dont celui désigné par "N 1" (considéré par rapport au sens dans lequel la matière avance à travers le four) tourne plus lente-- ment que celui désigné par "N 2".
Grâce à ce système* la vitesse de rotation du compartiment N 1 de la zone de séchage peut être maintenus asses réduite pour réaliser un séchage optimum jusqu'à ce que l'argile se trouve dans un état proche du foisonnement, tandis que la vitesse à laquelle le compartiment ? 2 tourne peut être choisie assez élevée pour empêcher le produit de s'agglomérer pendant un temps suffisant pour former de gros boulets lors de la cuisson. De plus, cette méthode affecte le matériel à un degré beaucoup moindre, étant donné que la consommation de'force motrice, ainsi que l'usure et les réparations diminuent notablement lorsque seule la zone de cuisson, de longueur relativement réduite, est entraînée à grande vitesse. Ainsi, l'usure mécanique du garnissage de la zone de séchage, par exemple, diminue notablement.
Selon l'invention, il est désirable que les nombres de révolutions respectifs des deux compartiments soient réglables individuellement, étant donné que la durée pendant laquelle la matière séjourne dans chacun de ces deux compartiments détermine la qualité du produit final.
Toujours selon l'invention, il sera avantageux de donner des inclinaisons différentes aux deux compartiments. Par exemple le compartiment N 1 peut avoir une pente de 3 % environ et le compartiment ? 2, de 5 % environ. On peut ainsi réaliser des de- grés de remplissage différents pour les deux compartiments tou- tefois 9 l'inégalité des degrés de remplissage peut aussi être
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réalisée à l'aide d'autres moyens connus, par exemple, l'installa- tion de chicanes ou de godets.
Pour mettre en évidence le mode de fonctionnement selon l'invention, on citera l'exemple suivant une argile ayant une teneur de 25-30 % d'eau à son arrivée de l'argilière, a été mélan gée, par pétrissage avec 2 % de liqueur sulfitique résiduaire et a été introduite immédiatement après, sous la forme de mottes de grosseur irrégulière, dans un four rotatif d'une longueur de 34 mètres et d'un diamètre intérieur de 2,5 mètres, qui formait à la vitesse d'environ 3 révolutions par minute. La matière a séjourné dans ce four pendant 60 minutes environ.
La matière ainsi séchée a été immédiatement après introduite dans un four rotatif suivante d'une longueur de 13 mètres et d'un diamètre in- té 'leur de 3,5 mètres, qui était approximativement coaxial avec le premier four et qui tournait à la vitesse d'environ 6 révolutions par minute. Ici, la matière était chauffée à environ 1.1250 C par chauffage direct à l'aide d'un brûleur à huile, tandis que les produits de la combustion de ce dernier étaient dirigés à travers le premier .compartiment et de là, vers la cheminée. De. cette façon on a pu produire par 24 heures, environ 400 m3 de produit fini dont 90 % environ étaient constitués par de petits corps arrondis- d'une grosseur de 3-20 mm et d'une densité d'environ 350 kg/m3.
Dans un autre essai, où l'argile utilisée avait une faible teneur en eau, analogue à celle de l'exemple précédent, et était mélangée avec une liqueur résiduaire sulfitique, comme indiqué plus haut, mais où l'argile était d'un caractère plus réfractaire et, par conséquent, pouvait difficilement subir la cuisson dans toute la masse, il était nécessaire de maintenir l'argile dans la zone de cuisson pendant une période plus longue, en vue d'obte- nir la température requise et une vésiculation satisfaisante de l'argile.
Pour cette raison, on a réduit la vitesse de rotation de
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la zone de cuisson à 4,5 tours par minute.
Ce mode opératoire a aussi permis d'obtenir un produit fini dont 90 % environ étaient constitués par de petits corps arrondis d'une grosseur de .5-20 mm et d'une densité d'environ 350 kg/m3; toutefois-, comme on ne pouvait pas augmenter le degré de remplis- sage dans la zone de cuisson du fourp la 'capacité restait que de 300 m3 environ par 24 heures., étant denné la vitesse- de rotation réduite.
Dans un troisième essai, on a utilisé une argile co@ène hautement plastique. Celle-ci a été également mélangé hautement plastiqua* Celle -ci a été également mélangée avec une liqueur sulfitique résiduaire, comme C-n exposé plus haute Cette ar- gile avait une teneur de 40-45 % d'eau à son arrivée de l'argi- lier-;
et, par conséquents son séchage dans le four exigeait un tenos plus longs raison pour laquelle il été nécessaire de ré- duire la vitesse de rotation de la zone de séchage à 2 révolutions par minute. La cuisson de cette argile ne présentait pas de diffi- cultés,étant donné que sa vésiculation est très aisée.
Par consé- quont, on peut obtenir un accroissement de la capacité en imprimant 6 révolutions par minute à la zone de cuisson.Afin de pouvoir amener dans la sone de cuisson des quantités suffisantes d'argile séchée et chaufféeon a en outre augmenté dans des proportions assez importantes le remplissage de la zone de séchage, ce qui a permis de préparer, en .24 heuresenviron. 500 m3 d'un produit fini, dont 90 % environ étaient constitués par de petites pièces arrondies d'une grosseur de 3-20 mm et d'une densité d'environ 300 kg/m3.
Dans le quatrième cas,la matière première consistait en une argile hautement plastique qui ne comportait pas une teneur en eau particulièrement élevée; toutefois, étant donné la texture finement granuleuse et dense de la matière, il a été très diffi- cile de débarrasser l'argile de son humidité, de sorte qu'ici éga- lement la teneur en eau était plus élevée, et par conséquent,le
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séchage exige- b un temps considérable. D'autre part, cette argile possédait les propriétés défavorables consistant en ce qu'elle fondait assez brusquement et en ce que l'intervalle de température entre le point de frittage et le point de fusion était relativement étroite intervalle dans lequel se place la vésiculation de l'ar- gile.
Pour obtenir les meilleurs résultats dans ce cas, il était nécessaire d'entraîner la zone de séchage à 1 révolution par minu- te et la zona de cuisson, à 7 révolutions par minute, ce qui per- mettait de préparer, en 24 heures, environ 400 m3 d'un produit fini, dont 90 % environ étaient constitués par de petits corps arrondis d'une grosseur de 3-20 mm et d'une densité d'environ 350 kg/m3.
REVENDICATIONS.
1 - Procédé pour préparer un produit utilisable pour l'iso- lement, sous la forme de petits corps arrondis de structure vési- culaire, en soumettant à la cuisson des argiles appropriées ou des matières analogues contenant l'anhydride d'acide silicique, dans un four rotatif, jusqu'à un début de fusion, caractérisé par l'emploi d'un four rotatif constitué par deux compartiments tournant indépendamment l'un de l'autre et dont celui désigné par "N 1" (considéré par rapport au sens dans lequel la matière avance à travers le four) tourne plus lentement que celui désigné par "N 2".
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It is known that a product of vesieular structure useful for isolation can be prepared by baking suitable clays or the like, containing silicic acid anhydride, in a rotary kiln, until a start. It is also known that a process of this nature has great difficulties when it comes to obtaining a product which must be in the form of small bodies or rounded dice and which must also have the low required density, expressed in kg per m3 of the fired product. However, these two conditions are of decisive importance for profitable production.
The main difficulty lies in the efforts to prevent, when the temperature of the product has reached a maximum value, the latter agglomerates to form large bubbles, which make constant operation of the furnace impossible;
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but if, on the other hand, the material does not reach the required temperature, the product obtained exhibits excessive density. This in turn means lower insulating power and the production of fewer cubic meters.
It has already been proposed to combat the tendency of the material to agglomeration by cooling the oven from the outside or by applying to the material subjected to firing a coating of refractory material; however, said drawbacks could not be remedied by these means. The method which has so far given the best results in the fight against agglomeration is to rotate the oven at an abnormally high speed, for example at a speed greater than 20 m / min, for the inner periphery.
However, the operation by this method of a rotary kiln having common dimensions, for example an internal diameter of about 2.5 m and a length of about 45 m, involves significant technical difficulties, being given the mechanical effects exerted on the construction of the furnace by this high speed of rotation, considering that, as we know ,. these effects increase with the square of the speed.
In addition, a rotational speed of the furnace of this order of magnitude has yet another drawback, in that it does not always allow the material to dry throughout the mass, before this material enters the zone of. oven cooking. When the clay dries too quickly, a dry and dense surface forms on the still wet clay piece, a surface which prevents the escape of water vapor from inside the clay piece, until the moment when the vapor pressure becomes so high that the clay piece bursts. This results in small clay fragments with jagged edges, instead of rounded clay particles, so that the quality of the final product is not satisfactory.
However, we now have the possibility of manufacturing a product
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consisting mostly of small bodies or rounded cubes, preferably 3-20 mm in size and with a density of less than about 500 kg / m 3. According to the invention, this is achieved by subjecting the swellable clay to firing in a rotary kiln consisting of two compartments each rotating separately and including that designated by "N 1" (considered with respect to the direction in which the material advances. through the oven) rotates more slowly than that designated by "N 2".
Thanks to this system * the speed of rotation of compartment N 1 of the drying zone can be kept sufficiently low to achieve optimum drying until the clay is in a state close to expansion, while the speed at which compartment? 2 turns can be chosen high enough to prevent the product from sticking together for a sufficient time to form large balls during cooking. In addition, this method affects the material to a much lesser degree, since the consumption of motive power, as well as wear and repairs, decrease noticeably when only the cooking zone, of relatively short length, is driven at great length. speed. Thus, the mechanical wear of the lining of the drying zone, for example, significantly decreases.
According to the invention, it is desirable that the respective numbers of revolutions of the two compartments be individually adjustable, since the time during which the material stays in each of these two compartments determines the quality of the final product.
Still according to the invention, it will be advantageous to give different inclinations to the two compartments. For example, compartment N 1 can have a slope of about 3% and compartment? 2, about 5%. It is thus possible to achieve different degrees of filling for the two compartments, however the inequality of the degrees of filling can also be.
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carried out using other known means, for example the installation of baffles or buckets.
To demonstrate the mode of operation according to the invention, the following example will be cited: a clay having a content of 25-30% of water when it arrives from the clay pit, was mixed, by kneading with 2%. of residual sulphite liquor and was introduced immediately after, in the form of lumps of irregular size, into a rotary kiln with a length of 34 meters and an internal diameter of 2.5 meters, which formed at the speed of about 3 revolutions per minute. The material has been in this oven for about 60 minutes.
The material thus dried was immediately thereafter introduced into a subsequent rotary kiln with a length of 13 meters and an internal diameter of 3.5 meters, which was approximately coaxial with the first kiln and which rotated at the same time. speed of about 6 revolutions per minute. Here the material was heated to about 1.1250 C by direct heating with an oil burner, while the combustion products of the latter were directed through the first compartment and from there to the chimney. In this way, about 400 m3 of finished product could be produced per 24 hours, of which about 90% consisted of small rounded bodies with a thickness of 3-20 mm and a density of about 350 kg / m3.
In another test, where the clay used had a low water content, similar to that of the previous example, and was mixed with a sulphite waste liquor, as indicated above, but where the clay was of a character more refractory and, therefore, could hardly undergo firing throughout the mass, it was necessary to maintain the clay in the firing zone for a longer period, in order to obtain the required temperature and satisfactory blistering clay.
For this reason, the speed of rotation has been reduced by
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the cooking zone at 4.5 revolutions per minute.
This procedure also made it possible to obtain a finished product of which approximately 90% consisted of small rounded bodies with a size of .5-20 mm and a density of approximately 350 kg / m 3; however, as the degree of filling in the cooking zone of the oven could not be increased, the capacity remained only about 300 m3 per 24 hours, being reduced to the reduced speed.
In a third test, a highly plastic coelene clay was used. This was also mixed highly plasticically * This was also mixed with a residual sulphite liquor, as Cn exposed above This clay had a content of 40-45% water on arrival from the argi - bind-;
and, consequently its drying in the oven required a longer tenos, which is why it was necessary to reduce the speed of rotation of the drying zone to 2 revolutions per minute. The firing of this clay did not present any difficulty, since its vesiculation is very easy.
Consequently, an increase in capacity can be obtained by imparting 6 revolutions per minute to the cooking zone. In order to be able to bring sufficient quantities of dried and heated clay into the cooking zone, it has also increased in proportions. rather large filling of the drying area, which allowed preparation in about. 24 hours. 500 m3 of a finished product, of which about 90% consisted of small rounded pieces with a thickness of 3-20 mm and a density of about 300 kg / m3.
In the fourth case, the raw material consisted of a highly plastic clay which did not have a particularly high water content; however, due to the finely grainy and dense texture of the material, it was very difficult to rid the clay of its moisture, so that here also the water content was higher, and therefore, the
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drying requires considerable time. On the other hand, this clay possessed the unfavorable properties consisting in that it melted rather suddenly and in that the temperature interval between the sintering point and the melting point was relatively narrow. The interval in which the vesiculation takes place. clay.
To obtain the best results in this case, it was necessary to train the drying zone at 1 revolution per minute and the cooking zone at 7 revolutions per minute, which made it possible to prepare, in 24 hours, about 400 m3 of finished product, of which about 90% consisted of small rounded bodies with a thickness of 3-20 mm and a density of about 350 kg / m3.
CLAIMS.
1 - Process for preparing a product which can be used for isolation, in the form of small rounded bodies of vesicular structure, by subjecting suitable clays or similar materials containing silicic acid anhydride to firing in a rotary kiln, until the start of melting, characterized by the use of a rotary kiln consisting of two compartments rotating independently of one another and of which the one designated by "N 1" (considered with respect to the meaning in which the material advances through the furnace) rotates more slowly than that designated by "N 2".