Procédé de cuisson de clinker de ciment de Portland et dispositif pour la mise en #uvre du procédé Le présent brevet a pour objet un procédé<B>de</B> cuisson de clinker de ciment de Portland, caracté risé par le fait qu'on introduit de l'air secondaire destiné<B>à</B> un four rotatif<B>à</B> clinker de ciment<B>de</B> Portland dans un dispositif refroidisseur dans lequel ledit four se décharge, ledit air secondaire refroidis sant le clinker et se chargeant de farines introduites dans le refroidisseur et destinées<B>à</B> faire partie inté grante du clinker,
dont la chaleur sensible est utilisée avec le concours de cet air secondaire pour la pré- cuisson de ces farines.
On -sait qu7il existe un procédé consistant<B>à</B> injec ter<B>à</B> travers un brûleur de four rotatif des poussières ou farines froides avec l'air primaire, dans le but de corriger chimiquement les cendres du combustible et de réintroduire dans le cycle de cuisson des poussiè res captées dans les gaz perdus du four.
Dans ce procédé, les poussiùres ou farines froi des injectées avec le combustible soustraient<B>à</B> la flamme des calories riches pour assurer leur échauf fement, déshydratation et décarbonisation, au détri ment de l'inflammabilité du combustible, de la tem pérature de la combustion et du rendement thermi que en général.
Dans la zone de combustion, de telles poussières ou farines injectées<B>à</B> grande vitesse sont principa- Iement distribuées au sein du dard de la flamme, en trajectoire centrale dans la veine gazeuse parcourant rapidement la zone de cuisson, lesdits produits étant injectés surtout en amont de la zone de clinkérisa- tion, où la phase liquide en évolution est insuffisante pour leur fixation neutralisante dans la charge.<B>Il</B> en résulte une teneur plus élevée de poussières dans les gaz d'échappement.
Dans le procédé objet de la présente invention, les poussières ou farines abordent la zone<B>de</B> com- bustion <B>déjà à</B> température élevée, déshydratées et totalement ou partiellement décarbonatées, ne cau sant plus de préjudice appréciable<B>à</B> l'inflammabilité du combustible, ni<B>à</B> la température de combustion.
D'autre part, les poussières ou farines introduites dans l'air secondaire abordent la zone de clinkérisa- tion selon une distribution annulaire, en enveloppant le dard de la<U>flamme</U> situé dans la partie centrale de la veine gazeuse.
De cette façon, la fixation de telles poussières ou farines dans la charge et sur le revêtement du four s'effectue dans de meilleures conditions tout le long de la zone de cuisson, depuis son extrémité en aval, selon les disponibilités de phase liquide en excès en surface<B>;</B> ce qui empêche la fuite des pous sières dans les gaz d'échappement du four et pro tège le revêtement contre la radiation directe de la flamme, en plus des autres avantages mentionnés ci-dessus.
L'introduction de poussières ou farines selon la présente invention conduit<B>à</B> la, perte totale de la visibilité<B>de</B> l'intérieur du four, ce qui empêche la vision permanente de la zone de cuisson.
Cependant, cet inconvénient est minime du fait que l'atmosphère s'éclaircit très rapidement dès la suspension du déversement des poussières dans le refroidisseur. L'observation nette est rendue possible <B>à</B> la fréquence que les conditions de régularité de marche du four exigent pratiquement.
Toutefois, une meilleure régularité de marche et la protection<B>déjà</B> citée de. la chemise contre la sur chauffe sont facilitées par ]!application<B>de</B> ce procédé et permettent d'atténuer sans risques la vigilance visuelle<B>de</B> la zone de cuisson. Ce procédé est applicable aux fours avec refroi disseur<B>à</B> grille, sans exclure & autres genres de re froidisseurs.
Le présent brevet a aussi pour objet un dispositif pour la mise en #uvre de ce procédé, ce dispositif étant caractérisé par le fait qu#i1 comprend un refroi disseur<B>à</B> grilles, aménagé dans le prolongement et en contrebas d'un four rotatif<B>à</B> clinker de ciment Portland, ledit refroidisseur comportant une cham bre supérieure et une chambre inférieure, lesdites chambres étant séparées par des grilles, la paroi ver ticale<B>de</B> la chambre supérieure, attenant au four, présentant une ouverture dans laquelle débouche une vis sans fin pour l'introduction des farines des tinées<B>à</B> être mélangées au clinker tombant libre ment dudit four.
Dans une forme d'exécution préférée, la moitié des grilles est animée mécaniquement d'un mouve ment de va-et-vient au moyen d'un dispositif placé <B>à</B> l'extérieur du refroidisseur.
Ces grilles mobiles impriment au clinker son cheminement. En contrebas de Parrivée du clinker, les grilles sont normalement fixes pour que le clinker puisse s'y accumuler sous forme d7un talus d'ébou lement qui se prolonge jusqu'à l'emplacement des premières plaques mobiles. Le clinker, étalé en une couche régulière, subit, tout le long de son chemi nement, un mouvement mixte d'écoulement et d'en traînement pratiquement continu.
Durant ce parcours, le lit de clinker, appuyé sur les grilles, est sujet, de façon permanente,<B>à</B> un con tact intime avec l'air qui le traverse. En effet, l'air est insufflé<B>à</B> travers les compartiments inférieurs par l'action de ventilateurs et dirigé sous une con duite forcée<B>à</B> travers les grilles superposées.
Uair secondaire destiné au four effectue, soit son unique, soit son dernier passage<B>à</B> travers le lit de clinker dans sa zone la plus chaude.
Dans cette zone, la vitesse tangentielle de l'air au contact du clinker est suffisante pour que les par ticules de dimensions inférieures<B>à</B> 0,2 mm soient complètement entraînées dans le four, ledit entrai- nement s'effectuant d'autant mieux que la densité de ces particules est plus faible. L'air secondaire peut atteindre des températures de l'ordre de 1000,) <B>C.</B>
Le dessin schématique annexé représente une forme eexécution du dispositif pour la mise en #u- vre du procédé, donnée<B>à</B> titre d!exemple.
La fig. <B>1</B> est une vue partielle en élévation en coupe, suivant la ligne I-1 de la fig. 2, d'un refroi disseur<B>à</B> grilles.
La fig. 2 en est une vue en plan en coupe, sui vant la ligne II-11 de la fig. <B>1.</B>
La fig. <B>3</B> en est une vue en coupe, suivant la ligne III-III de la fig. <B>1.</B>
Le dispositif, destiné<B>à</B> l'introduction de farines dans le clinker, est constitué par un refroidisseur<B>à</B> grilles aménagé dans le prolongement et en contre bas d'un four<B>1,</B> par exemple rotatif,<B>à</B> clinker de ciment de Portland, ledit four étant pourvu d#un brûleur 2. Le refroidisseur<B>à</B> grilles comprend une chambre supérieure<B>3</B> et une chambre inférieure<B>8,</B> lesdites chambres étant séparées par des grilles.
La paroi verticale de la chambre supérieure<B>3,</B> attenant au four<B>1,</B> présente une ouverture dans laquelle<B>dé-</B> bouche une vis sans fin<B>5</B> pour l'introduction de farines, par exemple de farines calcaires ou argilo- calcaires froides, lesdites farines étant destinées<B>à</B> être mélangées au clinker 4 tombant librement du four<B>1.</B>
Dans sa chute, le clinker 4 se mélange avec la farine introduite par la vis sans fin<B>5</B> et tombe en <B>6</B> sur les grilles de séparation des deux chambres<B>3</B> et<B>8.</B>
Dans la zone adjacente du lit<B>7</B> de clinker en refroidissement, l'air sous pression dans la chambre inférieure<B>8</B> traverse les grilles et provoque le lavage et le refroidissement du clinker, entramant avec lui les grains fins et légers vers le tube de cuisson.
L'inflammation d'un combustible en poussière, introduit avec les farines calcaires par la vis sans fin<B>5,</B> est instantanée.
De cette façon,<B>le</B> clinker, déplacé par l'action des grilles qui le portent, quitte la zone de lavage en étant exempt des matières introduites par la vis d'alimentation<B>5.</B>
Ce, dispositif utilise, avec le concours de l'air secondaire, la chaleur sensible du clinker pour la précuisson d'une partie des constituants de ce der nier et, en cas de besoin, la chaleur latente contenue, dans un combustible auxiliaire.
Sa viabilité résulte des circonstances suivantes, préexistantes, mais imparfaitement exploitées jus qu'à présent<B>:</B> <B>1 )</B> La disponibilité d'un important excédent calo rifique de potentiel thermique élevé en voie de refroidissement qui peut être greffé partiellement sur des farines ou poussières froides et intro duites dans les dispositifs de refroidissement du clinker.
2) L'action d'un lavage sélectif qu'exerce l'air in sufflé sur les mélanges de clinker et de farines permettant, surtout si celles-ci sont fines et<B>légè-</B> res, leur bonne préparation après et durant leur réchauffage et leur précuisson <B>à</B> un degré varia ble dépendant des conditions de marche du four.
<B>3)</B> La vitesse suffisante<B>de</B> l'air secondaire pour le transport, dans l'ambiance de la zone de cuisson du four d'une phase solide finement dispersée dans son sein, réalisant intégralement les con ditions favorables d'une cuisson dans l'espace considéré, comme, par exemple, dans un four<B>à</B> turbulence, ces conditions étant susceptibles de parachever la précuisson de cette phase solide.
4) Les fonctions de support et de préchauffage de l'air comburant que le clinker en refroidissement offre dans les conditions les plus avantageuses possibles pour la combustion de matières coin- bustibles solides de qualité inférieure permettant la création d'une ambiance de foyer auxiliaire. De cette façon, quand la chaleur sensible du clinker est insuffisante pour chauffer convena blement l'air secondaire. et pour réaliser le degré de précuisson désirable du débit de matière pre mière crue qu'on veut enfourner par l'air secon daire, on pourrait inclure dans ladite matière une quantité de chaleur convenable sous forme de combustible, intégré ou non, dans sa composition technologique.
Le procédé et le dispositif décrits ont notamment les avantages suivants<B>:</B> <B>1)</B> La réintroduction dans le cycle de cuisson des poussières entraînées dans les produits gazeux de la cuisson et captées avant leur expulsion dans l'atmosphère utilisant,<B>à</B> cet effet, l'air secondaire comme véhicule de transport.
2) Une récupération plus efficace de la chaleur sen sible du clinker sous l'effet de son contact intime avec des farines ou poussières froides, réduisant ainsi la quantité d'air nécessaire au refroidissement du clinker, cet air n'étant plus <B>le</B> seul agent de récupération et de dispersion de la chaleur, comme c'est le cas avec les dis positifs connus, en excès forcé sur les besoins du four et de ses organes annexes en air chaud, et profitant de l'excès de chaleur perdue pour la précuisson d'une certaine proportion<B>de</B> cru, en vue d'une production supplémentaire de clinker.
<B>3)</B> La modification des conditions de transmission de la chaleur dans le four, atténuant l'effet radiant, brutal de la flamme sur la chemise, avec le minimum préjudiciable de température <B>à</B> l'intérieur de la flamme, améliorant ainsi les conditions de transmission<B>à</B> l'amont<B>de</B> la zone de combustion et ne causant aucun préjudice par l'inflammation du combustible et la propa gation de la flamme.
4) L'élévation de la basicité de la croûte protec trice du revêtement de la zone de cuisson, due <B>à</B> la présence d'une atmosphère annulaire char gée de poussière basique provoquant des croû tes plus réfractaires, moins sujettes<B>à</B> désagré gation par l'effet du refroidissement et évitant les collages excessifs en amont et en aval de la zone de combustion.
<B><I>5)</I></B> Une meilleure correction que celle produite dans le cas d'injection par l'air primaire de l'hétérogénéité des, grains de clinker produits par la migration de la phase liquide de l'inté rieur vers la périphérie des grains de clinker, constatée au cours de la clinkérisation et de la contamination superficielle par les cendres du combustible, élevant la basicité moyenne et surtout extérieure du clinker et, par conséquent, la valeur hydraulique du ciment correspondant.
<B>6)</B> La réduction de la granulométrie du clinker du fait de l'élimination de l'effet<B>de</B> collage de l'excès de phase liquide<B>à</B> la surface des grains qui tendent<B>à</B> s'agglomérer au cours de la clin- kérisation.
<B>7)</B> Uau-mentation de l'aptitude<B>à</B> la mouture du clinker par l'effet de sa granulométrie réduite, de sa meilleure homogénéité physique et d'une proportion plus faible de la matière surcuite et vitrifiée réalisée, d'une part, par l'atténuation de la radiation directe de la flamme sur le clinker en formation et, d'autre part, par suite de la correction chimique imposée<B>à</B> l'excédent super ficiel de la phase liquide des grains de clinker.
<B>8)</B> Une plus grande efficacité de refroidissement du clinker, due<B>à</B> sa granulométrie plus fine, augmentant sa surface spécifique et<B>à</B> la double action réfrigérante de l'air et du contact des poussières ou farines.
<B>9)</B> Une économie thermique nouvelle du fait qu'on procède<B>à</B> une combustion auxiliaire effectuée lors d'une production supplémentaire de clinker.
<B>10)</B> Une augmentation de la capacité de production du four.
<B>11)</B> L'utilisation de combustible<B>à</B> pouvoir calori fique d#une extrême pauvreté tel que les schis- tes et les houilles, avec moins de 20 % de matière combustible.
12) Enfin, la réalisation simultanée des avantages <B>de</B> la voie humide et de la voie sèche, du fait qu'on enfourne par l'air secondaire les matiè res, premières les plus économiques<B>à</B> traiter par voie sèche et, de manière usuelle, les matières premières marneuses plus facilement mises en #uvre par voie humide.