CH270190A - Procédé de fabrication de clinker de ciment. - Google Patents

Description

  Procédé de fabrication de     clinker    de ciment.    La fabrication du     clinker    de ciment par       cuisson    des matières premières dans un four  rotatif est le procédé le plus répandu dans  l'industrie du ciment. A l'une des extrémités  du four, on introduit les matières premières,       ealcareuses,    argileuses, siliceuses, alumineuses  ou ferreuses, en un     mélange    correctement dosé,  sous forme de pâte (suspension aqueuse) ou de  granules agglomérés par l'eau. Grâce à l'incli  naison et à la rotation du four, la matière che  mine vers la zone de cuisson, où se trouve la  flamme produite par insufflation de combus  tibles solides pulvérisés, d'huiles ou de gaz  combustibles.  



  Durant son parcours, la matière subit di  verses modifications, causées par l'élévation de  température, qui, en grandes lignes, sont dans  l'ordre, le séchage, la déshydratation, la     dé-          carbonatation    et la fusion partielle     (clinkéri-          sation)    avec dissociation des composés des  matières premières et formation de nouvelles  combinaisons: silicates, aluminates et     ferroalu-          minates    de chaux, qui sont les constituants  principaux du     clinker    obtenu à l'extrémité de  sortie du four.  



  Le but de l'invention est de réaliser une  meilleure utilisation du four rotatif, notam  ment en permettant d'augmenter la produc  tion d'un four donné et d'utiliser des matières  premières qui s'avèrent nuisibles ou simple  ment désavantageuses dans le procédé classi  que.    Elle a pour objet un procédé de fabrication  de     clinker    de ciment par cuisson dans un four  rotatif d'un mélange de substances contenant  de la silice, de l'alumine, de l'oxyde de fer et  de la chaux, caractérisé par le fait que l'on  injecte directement dans la flamme du four,  après les avoir réduites en poudre très fine,  une partie au moins de celles des matières pre  mières qui sont de nature acide.

   Il faut en  tendre ici par matière première  de nature  acide , celles qui sont aptes à fournir des cons  tituants se combinant à la chaux lors de la for  mation du     clinker,    c'est-à-dire celles ayant une  composition essentiellement siliceuse,     alumi-          neuse,        silico-alumineuse    ou ferrugineuse.  



  De telles matières peuvent être constituées,  par exemple, par du schiste houiller, des cen  dres ou poussières de chaudières, générateurs  à vapeur ou autres chambres de combustion,  des déchets de pyrite, des déchets de fabrica  tion d'alun, des scories métallurgiques, etc.  



  L'expérience a montré que l'on peut ainsi  incorporer de faon intime dans le     clinker    une  ajoute relativement importante de l'un ou  l'autre des divers composants acides du     clin-          ker    de ciment Portland, ce qui augmente sen  siblement la production du four.  



  Il a été constaté que le procédé suivant  l'invention présente plusieurs avantages im  portants. Ainsi, une partie importante des  matières premières employées pour fabriquer  le     clinker    peuvent être introduites à l'état sec,  dans la flamme du four; la quantité totale      d'eau à évaporer s'en trouve donc sensible  ment réduite, ce qui entraîne une réduction       importante    de la consommation de combustible  par     tonne    de     clinker.     



  En outre, son application provoque l'appa  rition sur le revêtement du four d'une croûte  résistante plus tenace et     phis    durable que celle  qu'on obtient dans le même four alimenté de  la faon usuelle. Il en résulte non seulement  que la marche du four est     plus    régulière et  que son rendement est amélioré, mais encore  que les arrêts pour réparation du revêtement  sont     plues    espacés, de sorte que la production  en est augmentée.  



  Le procédé suivant l'invention     permet    au  surplus d'utiliser comme matière première  pour la fabrication du ciment un grand nom  bre de produits dont l'utilisation à cette fin  n'était pas possible par les procédés habituels.  



  Il en est ainsi de produits qui contiennent  des éléments nuisibles au ciment qui, toutefois,  aux hautes températures de la flamme du four  à ciment, sont transformés en composés vola  tils et     s'éliminent    en grande partie avec les  fumées ou, d'une façon générale, subissent des  réactions telles que leur nocivité pour le ci  ment disparaît ou ne se manifeste plus.  



  On peut citer, par exemple, à ce titre, les  produits contenant du soufre ou du zinc tels  que les blendes et les résidus du grillage des  usines à zinc, dont il est bien connu qu'ils  sont nuisibles au ciment. Lorsque, en réalisant  le procédé selon l'invention, on introduit de  semblables produits directement dans la       flamme    du four, le soufre ou le zinc brûlent  et l'anhydre     sulfurique    et l'oxyde de zinc ob  tenus sont volatils et s'échappent avec les fu  mées du four. Comme la réaction se fait dans  la     flamme,    on peut l'influencer par la conduite  de la combustion, c'est-à-dire par le mélange  et la manière d'ajouter de l'air secondaire  pour créer, selon les nécessités, un milieu plus  ou moins réducteur ou oxydant.  



  Il en est de même pour certains produits  contenant de l'acide     phosphorique,    tels que  des phosphates de chaux, qui sont néfastes à  la     qil;alité    du ciment; il a été constaté que si  on     .insuffle    ces produits dans la flamme du    four à ciment, leur nocivité ne se manifeste  pas:

    D'autre part, le procédé suivant l'inven  tion permet d'utiliser des matières premières  acides qui accusent des teneurs appréciables  en potasse et autres alcalis, tels que certains  schistes ou argiles, qui en rendaient l'utilisa  tion impossible dans les fours à ciment ali  mentés de la façon usuelle; il a été constaté,  en effet, que la nocivité des alcalis en ques  tion pour le ciment ne se manifeste plus lors  que lesdites matières sont soumises à la haute  température de la flamme du four.  



  La présente invention permet également  d'utiliser certaines matières d'ajoute qui, en  raison même de la très haute température à  laquelle elles sont soumises dans la flamme,  peuvent entrer en réaction avec les     CaO,        SiO@,          -A1.;0,,        Fe.;03    ou autres constituants du     clin-          ker,    de manière à produire avec ceux-ci des  combinaisons favorables à la qualité du     clin-          ker,    tandis que si elles étaient introduites  dans le four par la voie habituelle, elles ne  réagiraient pas de la. même manière et se  raient susceptibles de nuire à la qualité du  ciment.  



  Une réalisation particulièrement avanta  geuse du procédé objet de l'invention consiste  à. utiliser, comme matière acide d'ajoute, de la  farine de schiste houiller contenant éventuel  lement encore un certain pourcentage de ma  tières combustibles, dont la mise à profit ré  duira la consommation de combustibles du  four.  



  On a obtenu des résultats particulière  ment avantageux en mélangeant à     urne    sem  blable ajoute de farine de schiste houiller,  une certaine quantité d'une matière pulvéru  lente quelconque riche en chaux, par exemple  des poussières de récupération provenant de  fours à ciment, cette matière devant faciliter  l'incorporation intime dans le     clinkem    en for  mation.  



  La qualité du     clinker    n'est nullement  affectée par l'ajoute de telles matières acides;  l'expérience a montré     ali    contraire qu'elle est  améliorée dans une certaine mesure, par suite  du fait que, grâce à la très haute tempéra-      turc, l'incorporation de ces ajoutes qui tom  bent sur la matière introduite. dans le four  par les voies habituelles et faisant son chemin  normal dans le four, se produit sans doute       par    diffusion.

   Cette incorporation est favo  risée par la. composition même de la. masse  arrivant par la voie normale qui, du fait  qu'une partie au moins des matières acides       nécessaires    sont insufflées directement dans la  flamme, présente une teneur en     CaO    plus     éle-          1        ée    que celle des mélanges habituels; par suite  de sa     basicité    plus élevée, elle manifeste  ainsi une très grande affinité pour les ma  tières acides insufflées dans la     flamme    et les       iibsorbe    avec d'autant plus d'avidité.  



  C'est un fait bien connu en cimenterie que  les mélanges introduits dans les fours ont.  d'autant moins tendance à     i    former des  anneaux qu'ils sont plus riches en chaux. Or,       précisément    comme dit. ci-dessus, dans le pro  cédé suivant l'invention, la masse des matières  premières qui continue à être introduite par  les voies     habituelles    et qui chemine dans le  cour     jusque    dans la zone de cuisson est plus  riche en chaux que les mélanges habituels. De  la sorte, l'application     du,    procédé suivant l'in  vention élimine sensiblement toute possibilité  de formation     d'anneaux    dans le four.  



  D'ailleurs, le     clinker    obtenu par l'applica  tion de ce procédé est     parfaitement    stable et  de qualité irréprochable.  



  Enfin, tandis que le procédé suivant l'in  vention entraîne une- augmentation de la pro  duction horaire du four et améliore de façon  sensible la résistance de son, revêtement, la  consommation totale de combustible n'en est  nullement accrue, dei sorte que, par tonne de       elinker,    on consomme une quantité de calo  ries moindre que par les procédés habituels.  



  L'expérience a montré qu'en réalisant le  présent procédé avec insufflation du schiste  houiller dans la. flamme du four, la consom  mation de combustible d'un four de cimen  terie est tombée de manière très sensible, com  parativement à la. capacité de production qui,  d'ailleurs, peut augmenter elle-même de faon       appréciable,        dans        certains        cas        même        de        15%;            1P        clinker    produit est d'excellente qualité et  ne contient pas d'incuits.  



  On trouvera ci-dessous un exemple de  fabrication de     elinker    par le procédé suivant  l'invention, en     utilisant    du calcaire et du lai  tier de haut fourneau, le combustible étant  du charbon et les matières présentant les com  positions suivantes:

    
EMI0003.0030     
  
    Laitier <SEP> Calcaire <SEP> Cendres
<tb>  du <SEP> charbon
<tb>  Perte <SEP> au <SEP> f  <SEP> eu <SEP> - <SEP> 41,9 <SEP> <B>0,8</B>
<tb>  Si0_ <SEP> 44,8 <SEP> 3,4 <SEP> 5<B>2</B>,2
<tb>  A1,0 <SEP> 14,0 <SEP> 0,3 <SEP> 33,8
<tb>  Fe_03 <SEP> 2,8 <SEP> 0,7 <SEP> 5,3
<tb>  CaO <SEP> 33,4 <SEP> 52,4 <SEP> 3,7
<tb>  <B>MgO</B> <SEP> 3,7 <SEP> 7.,1 <SEP> 1,8
<tb>  8<B>0</B>1,3 <SEP> 0,2 <SEP> 2,4
<tb>  Total <SEP> 100,0 <SEP> 100,0 <SEP> 100,0       Avec ces matières, pour obtenir un bon       elinker    présentant les principaux constituants  dans les proportions suivantes:

           Si0_        22%          Al_O        Ï        6,4%          Fe@,O3    1,9 0/0       CaO        65,6%       il faut utiliser environ 99 kg de calcaire pour  40 kg de     laitier!.       On a insufflé directement. le laitier dans  la flamme et on a consommé 15 kg de char  bon pour fabriquer 100 kg de     clinker,    ledit  charbon contenant 10<B>0/0</B> de cendres.

   Si la tota  lité du laitier avait été introduite dans le four  par les voies normales, cette consommation de  combustible eût été dans le même four de       n.7    kg de charbon par 100 kg de     clinker.    On  a donc réalisé dans le cas concret envisagé  une     économie    de ? kg de charbon par 100 kg  de     clinker.     



  L'insufflation des matières acides dans la  flamme peut s'effectuer en même temps et  par les conduites mêmes qui servent à l'injec  tion du combustible. Cependant, elle     peutéga-          lement    s'effectuer séparément du combustible  par des conduites spéciales appropriées à  cette fin.

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé de fabrication de clinker de ci ment par cuisson dans un four rotatif d'un mélange de substances contenant de la silice, de l'alumine, de l'oxyde de fer et de la chaux, caractérisé par le fait que l'on insuffle direc tement dans la flammti du four, après les avoir réduites en poudre très fine, une partie au moins de celles des matières premières qui sont de nature acide. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Procédé de fabrication de clinker de ciment suivant la revendication, caractérisé par le fait que les matières insufflées dans la flamme du four contiennent des éléments qui nuiraient à la qualité du ciment, si ces ma tières étaient introduites en même temps que les autres matières premières par l'extrémité de chargement du four. 2.

   Procédé de fabrication de clinker de ci ment suivant la revendication, caractérisé par le fait que les matières insufflées dans la flamme du four présentent, en tant qu'impu retés, des teneurs en métaux alcalins telle ment élevées qu'elles fourniraient un ciment dei mauvaise qualité, si elles étaient intro duites en même temps que les autres matières premières par l'extrémité de chargement du tour. 3.

   Procédé de fabrication de clinker de ciment suivant la revendication, caractérisé par le fait que les matières insufflées dans la flamme contiennent du soufre, lequel est, dans ces conditions, oxydé en produits ga zeux qui s'échappent avec les fumées du four. 4. Procédé de fabrication de clinker de ciment suivant la revendication, caractérisé par le fait que les matières insufflées dans la flamme contiennent du zinc, lequel est, dans ces conditions, oxydé en produits vola tils qui s'échappent avec les fumées. 5.

   Procédé de fabrication de clinker de ciment suivant la revendication, caractérisé par le fait que les matières insufflées dans la flamme contiennent de l'acide phosphori que. 6. Procédé de fabrication de clinker de ciment suivant la revendication, caractérisé par le fait qu'aux matières insufflées dans la flamme du four on mélange une matière pul vérulente riche en chaux. 7. Procédé de fabrication de clinker de ciment suivant la revendication, caractérisé par le fait que les matières insufflées directe ment dans la flamme du four le sont en même temps et par les mêmes conduites que, le com bustible. 8.

   Procédé de fabrication de clinker de ciment suivant la revendication, caractérisé par le fait que les matières qui sont insufflées directement dans la flamme du four le sont séparément du combustible et par des con duites spéciales.