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Fours rotatifs.
La présente invention concerne un système servant à in- troduire une charge de matière solide dans un four rotatif au moyen de buses d'alimentation qui traversent la paroi du four.
On sait qu'en réduisant au préalable des minerais oxydiques dans des fours rotatifs, on peut avantageusement introduire un agent réducteur carbonacé non cokéfié airectement dans la zone à haute température du four au moyen de buses d'alimentation qui ' traversent la paroi du four. Chaque buse d'alimentation est soli- daire d'un auget d'alimentation qui, pendant que le four tourne, plonge.dans un récipient qui contient l'agent réducteur solide et entraîne avec lui une fraction d'agent réducteur qui, pen- dant que le four continue à tourner, descend dans les buses
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d'alimentation et pénètre dans le four.
Les augets d'alimentation utilisés jusque présent avec des fours rotatifs sont habituellement entièrement ouvertsde sorte que des quantités d'air considérables sont aspirées .dans le four par ces augets. Ces quantités d'air qui pénètrent ainsi dans le four ne peuvent pas être.réglées, avec pour résultat que la com- bustion dans le four ne peut pas être réglée de sorte qu'elle est facilement trop vigoureuse, ce qui empêche d'obtenir la pré-réduc- tion désirée des oxydes. L'atmosphère dans le four peut même de- venir oxydante, ce qui à nouveau a pour effet d'augmenter la con- sommation d'agent réducteur. La combustion vigoureuse chauffe également la charge au-dessus de sa température de ramollissement de sorte qu'elle s'agglomère et adhère aux parois du four.
Afin d'éviter ces inconvénients, on a essayé d'enfermer les augets d'alimentation dans des enveloppes qui entourent le four' dans la région des augets. Mais ces enveloppes sont immobiles et les surfaces contiguës au four qui doivent être rendues étanches au gaz sont donc assez étendues. En pratique, on a constaté qu'il est difficile d'obtenir une étanchéite satisfaisante et sûre entre la surface du four et les enveloppes et cet agencement ne présente donc pas d'avantages.
Un autre inconvénient important des augets d'alimentation connus est que, en particulier lors de l'introduction de charbon d cuisson brut en grains,fins par les augets d'alimentation, le charbon risque de ne pas descendre convenablement dans les buses.
En effet, du charbon mouillé ne descend que lentement le long des parois des buses d'alimentation et adhère en partie à ces pa- rois lorsque le four en tournant arrive dans une position dans la- quelle l'inclinaison de la buse est inférieure à l'angle de talus du charbon. Le charbon est ainsi retenu dans les buses pen- dant une période prolongée et cette fraction du charbon quiadhère
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aux buses d'alimentation'chaudes est facilement cuite sur les parois des buses et est même souvent brûlée dans les buses qui agissent ainsi à la façon de chalumeaux intérieurs, La chaleur développée par ces chalumeaux peut facilement provoquer une sur- chauffe locale de.la charge-dans le four et du garnisage du four avec pour résultât que la charge peut s'agglomérer et se fixer dans le four et déranger ainsi ses conditions de fonctionne- ment.
Les buses d'alimentation peuvent même être complètement engorgées de sorte que l'alimentation du four par ces buses est arrêtée. La longévité des buses est également considérablement -diminuée par suite du chauffage intense et du contact avec le car= bone en combustion.
La Demanderesse a maintenant découvert que les difficultes dues à l'aspiration d'air et à l'agglomération de la charge dans les buses d'alimentation peuvent être évitées en équipant chaque auget d'alimentation d'un clapet intérieur qui peut être maintenu fermé contre l'auget pendant la majeure partie d'une révolution complète du four, en même temps que des quantités réglées d'air sont injectées par les buses d'alimentation. Le clapet est actionné pour ouvrir l'auget lorsque l'auget arrive dans sa position supérieu- re et la matière brute contenue dans l'auget tombe alors si rapide- ment dans la buse qu'elle n'a pas le temps d'être échauffée et d'adhérer aux parois de la buse.
L'air injecté refroidit également le clapet et la buse d'alimentation et contribue ainsi à empêcher la charge d'adhérer aux parois de la buse et au clapet.
Suivant l'invention, le clapet est.commun à la buse d'ali- mentation et à la conduite d'air de sorte que l'introduction d'air et l'introduction d'une charge solide dans le four par les augets d'alimentation peuvent s'effectuer alternativement. Le clapet est pourvu d'un ressort et sa position est commandée au moyen de loquets,
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de cames ou de moyens analogues qui attaquent des bras ou des or- ganes analogues reliés au clapet. Le clapet ferme l'auget pour empêcher la charge de.pénétrer dans le four pendant la majeure partie d'une révolution complète du four et il est actionné pour ouvrir l'auget et simultanément fermer la conduite d'air uniquement dans un secteur voisin de la.position supérieure de l'auget d'ali- mentation en question.
Lorsque le clapet*ferme la conduite d'air, il ouvre simultanément l'auget pour introduire la charge, et la quantité de charge qui a été recueillie par l'auget précédemment dans la révolution du four et qui repose sur le clapet tombe alors dans le four par la buse d'alimentation, à la suite de quoi le clapet ferme l'auget et ouvre à nouveau la conduite d'air. De cet- te manière, les buses d'alimentation sont également nettoyées par soufflage, en même temp;, qu'une pénétration de quantités fndéter- minées d'air est évitée. On obtient également un réglage de l'alimentation d'air dans la zone'd'alimentation, ce qui assure un meilleur réglage de la température dans le four et permet de travailler à des températures plus élevées sans risquer que la char- ge adhère au garnissage du four.
La vie utile des buses d'alimen- tation est également considérablement prolongée. Il est possible aussi de prévoir deux clapets indépendants.
Il est évidemment également possible d'utiliser des buses d'injection d'air séparées classiques en plus des buses d'alimen- tation lorsque celà se révèle nécessaire. Dans ces cas, l'air com- burant est introduit tant par les augets d'alimentation que par les buses d'air séparées. Il est possible aussi d'introduire de l'air comburant uniquement par les buses d'air séparées, s'il le faut.
Une forme d'exécution de l'invention est représentée schématiquement dans les dessins annexés, dans lesquels :
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la fig. I est une coupe d'un four rotatif comportant deux augets d'alimentation et,un système pour introduire de l'air dans le four, et les Fig. II et III montrent en détail le clapet commun avec son dispositif à ressort, dans des positions ouvrant et fer- mant respectivement l'auget.
Dans les dessins, le chiffre 1 désigne le four rotatif . qui est équipé d'un garnissage réfractaire. Le four tourne dans lei sens -indiqué par la flèche. 3 est une buse d'alimentation qui porte à son extrémité un.auget d'alimentation 4. Sur la Fig. 1, deux augets d'alimentation diamétralement'opposés sont représentés' et le premier est dans sa position inférieure tandis que l'autre est dans sa position supérieure. Les deux buses d'alimentation sont .décalées l'un par rapport à l'autre afin d'éviter qu'elles déchar= gent des matières respectivement l'une dans l'autre. Un nombre approprié quelconque d'augets peut évidemment être prévu, ces augets étant répartis d'une façon quelconque le long du four ainsi que circonférentiellement.
Au moins un groupe de deux ou plusieurs augets d'alimentation pe@t par exemple être prévu, ces augets étant placés aussi près que possible l'un de l'autre dans le sens longitudinal du four sans décharger de la matière l'un dans l'autre.'
L'air est ensuite introduit en parallèle dans chaque dispositif d'alimentation du groupe et la valve de commande pour l'alimentation d'air est placée avant le raccord des buses d'air. Les augets d'alimentation dans chaque groupe doivent être décalés les uns àes autres de manière à ne pas être placés dans le même plan de coupe vertical le long de l'axe du four.
De cette manière, l'alimenta- tion d'air dans chaque zone d'alimentation peut être maintenue const parce que l'alimentation d'air n'est jamais complètement coupée comme c'est le cas lorsqu'un seul auget d'alimentation est prévu dans chaque zone d'alimentation.
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5 est une bâche ou l'équivalent qui contient la matiè 6 qui doit être introduite dans le four au moyen des augets 4 et les buses 3. Pendant la rotation du four dans le sens,de la flèc@e, l'auget 4 recueille de la matière et est entièrement ou en pa@tie rempli. La matière recueillie par l'auget repose sur le clap@t 7 qui ferme l'auget pendant la majeure partie d'une révolution du four. Le clapet ouvre pendant cette période la conduite d'air 8 de sorte que de l'air servant à nettoyer et à refroidir la buse 3, et à maintenir la combustion dans le four peut être injecté dans le four par ce passage. La conduite d'air 8 est.équipée de dis- positifs séparés pour régler la quantité d'air fournie.
Il n'est pas nécessaire que l'injection de l'air soit con-" stante pendant tout le temps que le clapet maintient ouverte la conduite d'air, @@@s elle peut évidemment être périodique, par exemple, uniquement pendant la courte période suivant l'introduc- tion dans le four de la matière contenue dans l'auget 4.
Le clapet 7 est maintenu en position au moyen d'un res- sort 9 qui est monté de façon que sa force élastique maintienne le clapet fermé contre l'auget 4 ou contre la conduite d'air 8, comme on le désire. La positipn du clapet est régie au moyen de loquets fixes, de cames ou d'organes analogues 10 et 11 contre lesquels les bras 12 et 13 qui sont reliés,au clapet 7 portent pendant la rotation du four. La position des cames peut être réglée de façon indépendante.
Lorsque le bras 12 qui est relié au clapet 7 heurte la came 10, il est repoussé vers le bas de sorte que le ressort 9 est tendu et le clapet 7 s'ouvre pour décharger une charge de matière de l'auget 4. La position du clapet et des bras avant que le bras
12 heurte la came 10 est représentée sur la Fig. III. Lorsque le bras 12 et le ressort 9 ont franchi leur point mort, la force élastique attire le clapet,contre l'embouchurde la conduite d'air 8
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et la ferme de sorte que.la charge de, l'auget 4 peut passer libre- ment dans le four. Cette position est représentée sur la Fie.
II
Pendant la rotation du four, le bras 13 qui est également relié au clapet 7 heurte la came 11 et est repoussé vers le haut de sorte que le ressort est à nouveau tendu et le clapet 7 est ouvert pour laisser passer de l'air provenant de la conduite d'air 8. Lorsque le bras 13 et le ressort 9 ont à nouveau franchi leur point mort, la force du ressort sollicite le clapet vers le haut contre l'auget 4 et ferme la buse d'alimentation 3, en éta- blissant simultanément un passage libre pour l'air provenant de la conduite d'air 8 comme indiqué sur la Fig. III.
Les cames 10 et 11 sont disposées l'une par rapport à l'autre de manière qu'il y ait un laps de temps suffisant pour vider l'auget 4. Habituelle-! ment, une période d'ouverture qui correspond à une révolution du -four d'environ 5 à 30 suffit, mais elle peut évidemment être in- férieure à 5 ou supérieure à 30 . L'angle dépend de la vitesse de révolution du four ainsi que des dimensions des fragments de matière carbonacée, de son degré d'humidité, de son angle .de repos etc., et des essais pratiques doivent par conséquent être effectués dans chaque cas d'espèce pour déterminer le secteur dans lequel le clapet doit être ouvert.pour introduire la charge dans le four.
Les cames 10 et 11'doivent par conséquent, comme mentionné plus haut pouvoir être réglées indépendamment l'une de l'autre.