Procédé pour amener les matières premières de la fabrication du ciment sous une forme propre à assurer un bon rendement du four de cuisson, et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. Malgré les avantages que présente pour la fabrication du ciment le four rotatif sur le four vertical, son développement en a été jusqu'ici empêché par son mauvais rendement.
Une des principales causes de ce mauvais rendement, et peut-être celle qui jusqu'ici a le moins retenu l'attention des industriels et des constructeurs, réside dans les propriétés phy siques de la matière à traiter. Lorsque cette matière est plastique et collante à l'état humide, elle tend à s'agglomérer en morceaux. Si elle est sèche, elle constitue un fort mauvais conducteur de la chaleur et tend à se réduire en poussière, qui, elle, est presque un isolant parfait..
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités : elle comprend un procédé pour amener les ma tières premières de la fabrication du ciment, matières destinées à être traitées dans au moins un four, notamment un four rotatif, sous une forme propre à assurer un bon ren- dement dudit four, et un appareil pour la mise en aeuvre de ce procédé.
Le procédé est caractérisé par le fait que ces matières, avant d'être envoyées audit four, sont mises sous forme de pâte, puis cette dernière soumise à une fragmentation en morceaux de volume sensiblement uniforme et de forme telle qu'ils puissent rouler les uns sur les autres lorsqu'ils sont introduits dans le four, les morceaux étant au moins par tiellement desséchés, le tout en vue d'obtenir une bonne répartition de la chaleur dans le four.
Pour la mise en oeuvre de ce procédé on peut, par exemple, opérer comme suit: La matière est d'abord amenée à l'état de pâte de plasticité appropriée pour la frag mentation qu'elle doit subir. Cette pâte est divisée, _ dans un appareil convenable, en mor ceaux dont le volume et la forme doivent leur permettre de rouler les uns sur les autres. Ces fragments sont ensuite séchés à des températures relativement basses afin d'éviter qu'ils se boursouflent et se fendillent.
Ils sont ensuite dépoussiérés, réchauffés et livrés au four dans cet état.
La préparation de la pâte plastique n'est pas identique dans tous les cas; elle dépend nécessairement des qualités physiques de la matière à préparer et de l'état dans lequel elle est livrée par les installations qui tra vaillent les matières brutes fournies par la carrière.
Dans les usines travaillant au procédé humide, la matière à préparer "se trouve sous forme de pâte liquide, contenant de 35 à 4V /o d'eau. Dans ce cas, ott commence par des moyens connus: essorage, filtrage, ete., par retirer le plus d'eau possible à ces pâtes de manière à obtenir une matière plastique et moulable.
Dans les usines qui travaillent leurs ma tières au procédé sec, celles-ci sont livrées à la préparation sous forme de poudre; on ajoute dans ce cas à cette poudre au moyen de procédés connus: malaxeurs, etc., une quantité d'eau juste suffisante pour la con vertir en pâte de plasticité appropriée. Plus les poudres sont finement moulues, moins il faudra d'eau pour atteindre ce résultat.
La fragmentation de la pâte ne petit pas non plus être effectuée de la même manière dans tous les cas. Cette fragmentation dépend des propriétés physiques de la matière à traiter et de la quantité d'eau contenue dans la pâte. On peut, par exemple, opérer comme suit: On se sert de filières pour produire une nappe, des bandes ou des bâtonnets cylin driques, qui tombent sur titi transporteur baignant entièrement dans titi courant de gaz chauds.
Lorsque cette nappe, ces bandes oui ces bâtonnets sont à titi état de siccité suffi samment avancé, ils reçoivent des empreintes, entailles plus ou moins profondes, qui après dessication deviendront des points de rupture. Ce transporteur déverse la matière dans titi tube rotatif, sécheur ou four; la chute pro duit la fragmentation et la matière encore titi peu plastique se moulera dans ce dernier en granules plus ou moins sphériques. La ma tière est ensuite dépoussiérée et réchauffée par tout dispositif approprié.
Dans cet état, la matière a beaucoup moins de tendance à glisser en paquets sur les parois du four que précé demment, surtout si les fragments ont la forme de petites sphères ou de petits cylindres courts. Ces fragments roulent les uns sur les autres et viennent tous plus ott moins fré quemment en contact avec les gaz ou avec les parois de sorte que la transmission de chaleur se fait plus facilement et plus rapide ment qu'avec une matière comme jusqu'ici préparée, même avec des différences de tem pérature entre gaz et matière bien inférieures à celle des fours actuels. 'Un four, traitant une telle matière, consomme moins de combustible par tonne de clinkers produit.
Les gaz quittent le four à une température moins élevée que celle qu'on constate dans les fours alimentés avec de la matière non préparée.
Le dessin annexé représente schématique ment, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'appareil pour la mise en aeuvre du procédé.
La fig. 1 représente, en coupe, une pre mière forme d'exécution, dont La fig. \? en est titi plan; La fig. 3 représente, vue en plan, la pàte fragmentée; La fig. 4 est une vite en coupe d'une deuxième forme; La fig. ;i montre une troisième forme d'exécution, et La fig. 6 représente un four avec sécheur, vu en coupe longitudinale.
En référence aux fig. 1 et 2, une filière 1 débite des rubans de pâte sur un transporteur 2. Celui-ci est interrompu en 3 et à cet en droit se trouvent deux rouleaux 4 et 5 por tant à leur surface des cavités: semi-sphériques ou sensiblement semi-sphériques 6 qui se correspondent l'une à l'autre.
Ces rouleaux sont animés d'titt mouve ment de rotation dont la vitesse périphérique est sensiblement égale à la vitesse de trans lation des rubans de pâte sot-tant de la filière 1. On conçoit aisément que le passage des rubans de pâte entre les rouleaux 4 et 5 a pour objet de transformer ces rubans en bandes présentant l'aspect représenté par la fig. 3 et consistant en une série de noyaux sensiblement sphériques tels que 7, reliés les uns aux autres par des parties pleines extrêmement minces 8.
La dessiccation se poursuivant sur la partie 9 du transporteur, les parties 8 deviennent suffisamment friables pour qu'à l'extrémité 10 du transporteur, elles se rompent d'elles mêmes et tombent en poussière. Les granules 7 constituent les fragments de matières sensiblement sphériques que l'on désire obtenir. La pâte à la sortie de la filière 1 pourrait être saupoudrée de poussière sèche pour en faciliter la dessiccation.
Dans la deuxième forme d*exécution repré sentée en coupe à la fig. 4, le transporteur lui-même est constitué par des lamelles minces 11 enfilées sur une chaîne 12 et séparées par des organes appropriés tels que des boules 13. La pâte venant reposer sui cette sorte de chaîne s'entaille par son propre poids sur les lames 11 de manière à présenter des amorces de cassure 15.
Aux extrémités de la chaîne la matière étant suffisamment desséchée se rompt au moment où les extrémités des lames 11 s'écartent lorsque la chaîne s'enroule sur le tambour 16. On aura ainsi de petits cylindres qui seront de préférence transformés en gra nules sensiblement sphériques dans un tam bour rotatif.
Dans les deux formes d'exécution préci tées, de même que dans toute autre forme analogue, le transporteur reçoit, de préférence, son mouvement par le poids et par la pression de la pâte elle-même à sa sortie de la filière.
L'inclination en est réglée d'une manière convenable à cet effet.
On prévoit, de préférence, un frein ré glable de manière à régler l'avance du trans porteur et à empêcher son mouvement lorsque la filière ne débite pas.
Si la matière à diviser ne contient qu'une faible proportion d'eau, il est possible de se passer de transporteur et de faire débiter la filière directement dans le sécheur puis dans le four.
Un tel appareil est représenté à la fig. 5. Il se compose essentiellement d'une plaque horizontalep percée de trous convenablement disposés et la matière est forcée, par un dispositif quelconque de compression, à passer à travers la plaque. Elle pend ainsi en pe tits bâtonnets dans un espace P en commu nication avec l'air- chaud du four et formant dispositif de séchage. Lorsque ces petits bâ tonnets ainsi chauffés sont devenus assez longs pour se rompre sous leur propre poids, ils tombent dans le four. Ils sont à ce mo ment déjà presque complètement desséchés et ne peuvent plus donner lieu à une frag mentation sensible sous forme de poussière.
Ils roulent régulièrement sur les parois du four et leurs dessiccation complète s'achève en peu d'instants.
On voit en L un dispositif qui sert à . ramener dans le circuit du four les gaz chauds qui s'élèvent jusqu'à la plaque P et à évacuer la vapeur d'eau résultant du séchage des bâtonnets.
IL est nécessaire avec le dispositif qui vient d'être décrit que la matière à la sortie de la filière se trouve immédiatement en contact avec des gaz très chauds, qui pro duiront rapidement une dessiccation superfi cielle suffisante pour éviter que les morceaux de bâtonnets qui tombent dans le four adhèrent les uns aux autres.
La température des gaz, à la sortie des fours ordinaires, est en général suffisante pour produire cet effet. S'il s'agit de fours à récupération, où cette température serait trop faible, on prolongera le séchage sur un trans porteur, ou on se servira d'un sécheur équi- courant, c'est-à-dire parcouru dans le même sens par la matière et les gaz.
Un tel sécheur est représenté schématique ment à la " fig. 6, Les gaz à haute température sortant .en M du four proprement dit D sont amenés par un conduit N au sécheur S. Les gaz tra versent ce sécheur et s'échappent<I>en T à</I> l'extérieur par un ventilateur X. La matière est introduite en I' dans un état de division suffisant. Elle tombe sur un plan incliné IL qui la conduit à l'entrée du sécheur<B>S</B>.
La matière subit donc la transformation désirée, se granule, sans que les morceaux s'agglomèrent, se dessèche en parcourant le four S dans le même sens que les gaz et arrive à un dispositif de dépoussiérage convenable d'oii elle est amenée, à l'état sec, granulée, libre de poussière et presque froide, au four D par le tube R.
Quant au dépoussiéreur, représenté en V, il est constitué, par exemple, par un tambour à palettes qui élève la matière séchée, gra nulée pour la laisser retomber dans le cou rant de gaz. La poussière est ainsi entraînée dans la chambre T avec les gaz; des chi canes telles que Ti obligent la poussière à se déposer en Z d'où on l'extrait par un dispositif approprié. Quant à la matière séchée et granulée, elle achève sa dessicca tion, se calcine et se clinkérise, en parcourant le four D; en sens inverse des gaz chauds fournis par le foyer J.
Les clinkers terminés traversent D1 un refroidisseur des clinkers tel que celui décrit dans le brevet français n 349672 et se déversent â l'extérieur du four ou dans tout autre refroidisseur approprié.
On peut encore parfaire l'action du sé chage ou y suppléer en produisant sur la filière un tourbillon de poussière sèche. Celle-ci se fixe instantanément sur la surface de la matière qui sort de la filière et réduit de beaucoup l'adhérence dont il a été question.
II est évident que la matière peut être dépoussiérée et réchauffée par tout dispositif approprié. Un tel dispositif est représenté à la fig. 6, mais il va saris dire que d'autres dispositifs connus ou non peuvent être utilisés à cet effet sans sortir pour cela du cadre de l'invention.