CH99769A - Installation pour la calcination du lithopone brut. - Google Patents

Description

Installation pour la calcination du lithopone brut.

La présente invention se rapporte à la transformation du lithopone brut en un lithopone utilisable dans le commerce comme couleur et a pour objet une installation permettant d'effectuer d'une manière continue cette transformation.

Par lithopone brut on entend le produit obtenu en filtrant et séchant le précipite qui se forme lorsqu'on melange une solution de sulfure de baryum avec une solution de sulfate de zinc de preference en presence d'un electrolyte tel que par exemple le chlorure de sodium. Ce produit reste inutilisable en peinture tant qu'il n'a pas ete calciné dans un four à moufle et refroidi brusquement dans 1'eau froide à sa sortie mme du four. 11 se transforme alors en un corps qui constitue une excellente couleur blanche.

Jusqu'ici cette calcination du lithopone brut se faisait dans des fours à moufles ho rizontaux en matière réfractaire, sur la sole desquels il était étendu en une couche plus ou moins épaisse et chauffe generalement au rouge sombre. De cette manière il est impossible de realiser un chauffage uniforme de toute la masse du lithopone en traitement.

En effet la partie de la couehe du lithopone reposant directement sur la sole des moufles est surchauffée, tandis que la partie supe- rieure de la charge peut n'tre pas suffisamment calcinée. D'autre part, cette calcination a toujours ete conduite jusqu'ici d'une maniere intermittente. Le lithopone brut est charge dans le moufle par une porte de chargement, et en fin de calcination, est extrait du moufle à la main et verse dans un bassin d'eau froide, puis une nouvelle charge est introduite dans le moufle et ainsi de suite.

Ainsi, pendant les opérations de chargement et de dechargement, il se produit de grosses pertes de chaleur, et la température du moufle, qu'il faut alors relever, subit de ce fait de grandes fLuctuations. De plus, il faut un temps relativement long pour amener chaque charge successive à la température de calcination. Enfin dans les installations connues la quantité de lithopone pouvant tre traitée dans une opération est beaucoup plus petite que le volume interne du moufle, du fait que l'épaisseur de la charge doit etre relativement petite par rapport à la hauteur du moufle pour que cette charge puisse tre chauffée de part en part. Il en résulte dans le moule un large espace vide au-dessus de la charge, qui rend difficile le maintien dans cet espace de l'atmosphère non-oxydante qui a été reconnue nécessaire pour obtenir une bonne calcination du lithopone.

L'installation faisant l'objet de la présente invention a pour but de supprimer tous ces inconvénients et de permettre la mise en oeuvre du procédé de calcination du lithopone décrit dans le brevet N 99768 en utilisant des cornues métalliques disposées verticalement et ayant une section transversale relativement petite par rapport à leur hauteur afin de permettre de chauffer uniformément de part en part les colonnes mouvantes de lithopone traite qu'elles contiennent.

Cette installation est caractérisée par au moins un four à double paroi en matière ré- fractaire, dans lequel sont ménagées une série de chambres verticales contenant chacune une cornue disposée suivant l'axe de la cham bre, toutes ces chambres recevant à leur partie inférieure les gaz chauds provenant d'un foyer commun et des moyens étant prévus pour régler séparément pour chaque chambre l'ad- mission et l'échappement de ces gaz chauds ; les gaz provenant du foyer, avant d'entrer dans lesdites chambres de chauffe des cornues traversent une chambre cloisonnée egalisa- trice des temperatures, dont les cloisons et les parois constituent un accumulateur et un regulateur de température.

Le dessin annexe represente, a titre d'exemple, une forme d'exécution de l'inven- tion.

La fig. 1 est une élévation en bout du bâtiment dans lequel est disposée cette forme de l'installation ; La t fig. 2 est une coupe d'un four ; Les fig. 3 et 4 sont des coupes horizontales faites respectivement suivant les lignes brisees 3-3 et 4-4 de la fig. 2 ; Les fig. 5 et 6 sont des coupes verticales faites respectivement suivant les lignes bri sées 5-5 et 6-6 de la fig. 2 ; La fig. 7 est une vue de détail montrant a part en élévation une cornue ; La fig. 8 est une vue analogue à fig. 7 montrant une variante de la forme des cornues ; Les fig. 9 et 10 sont des coupes verticales faites respectivement suivant les lignes brisees 9-9 et 10-10 de la fig. 11 ; La fig. 11 est une coupe horizontale par la ligne 11-11 de la fig. 10 ; La fig. 12 est une vue de détail.

Dans cet exemple l'installation comporte quatre cornues verticales ou moufles 15, dis posées en serie dans un mme four.

Les cornues 15 sont formées d'un tuyau approximativement cylindrique en fer forge ou en acier extra dur. La hauteur de ces tuyaux doit tre grande par rapport å leur diamètre de manière à assurer un chauffage uniforme de toute la masse de lithopone en voie de calcination. Par exemple si cette hau- teur est de 7,5 à 9 mètres le diamètre des tuyaux pourra tre seulement de 254 mm.

La section de chaque cornue peut tre uniforme sur toute sa hauteur, ou peut tre legerement plus grande à la base qu'au sommet, comme represente par exemple fig. 7 où la portion supérieure, haute d'environ 4, 8 m est d'un dia, rnetre uniforme d'environ 228 mm, tandis que la portion intermédiaire b, haute d'environ 3,6 m est tronconique de manière à venir se raccorder avec la portion inferieure e, haute de 0,6 m environ, dont le diamètre uniforme est de 254 mm. Dans la variante representee fig. 8 la portion superieure d, haute d'environ 1, 8 m est cylindrique et a un diamètre d'environ 200 mm, la portion intermédiaire e, haute de 3,6 m est légèrement tronconique, son diamètre variant de 200 mm en haut à 228 mm en bas. Enfin, la portion inferieure/, haute de 2, 4 m est également tronconique, ayant un diametre variant de 228 a 254 mm.

Cliacutie des-cornues 15 est entourée d'une enceinte ou chambre de chauffe 16 de section octogonale pour la circulation des gaz chauds. Les quatre cornues et leurs enceintes respectives, quoique faisant partie du meme four, et sstarlt chauffées par un foyer commun, sont rendues indépendantes l'une de l'autre par des moyens permettant de régler l'ad- mission des gaz chauds sortant du foyer dans chacune des enceintes separement. Le bibi du four est en matière refractaire. Il com- porte un four intérieur 17, en briques refrac- taires, dans lequel sont menagees les quatre chambres de chauffe 16 et une paroi exte- rieure 18 en briques rouges. Entre ce corps 17 et cette paroi 18 est menage un matelas intermediaire 19 qui peut tre rempli d'une matière isolante.

Les extremites supérieures et inférieur es des cornues 15 traversent et depassent res pectivement le plafond et le fond du four, de maniere à former au-dessus quatre bouches de chargement du lithopone brut, et au-dessous quatre orifices de décharge du lithopone calciné. Un passage 20 d'admission des gaz chauds debouche au bas de chaque chambre de chauffe 16. Chacun de ces passages est commande par une porte coulissante 21 (fig. 2) en briques refractaires ; sus- pendue à une extremite d'un câble 22 dont l'autre extrémité porte un contrepoids 23.

Chaque chambre 16 communique à son sommet avecQune eherninee 24 par laquelle s'echappent les gaz chauds après qu'ils ont abandonne la plus grande partie de leur chaleur à la cornue correspondante 15. Le tirage de chacune de ces cheminées peut tre réglé au moyen d'un registre 25 commande par un câble 26 aboutissant à portée de l'opera- teur au-dessus du plancher de chargement des cornues.

Les quatre passages 20 amendent dans les quatre chambres 16 les gaz chauds provenant d'un foyer commun 27 muni d'une grille 28 et d'une double porte de chargement 29.

Cette grille a environ 2,15 m de large sur 1, 80 m de long. Sous la grille 28 est menage un compartiment à air 30 dans lequel debouche un tuyau d'admission d'air sous pression 31, regle par un registre 32 (fig. 5).

Le compartiment 30 sert aussi de cendrier et, a cet effet, est pourvu de deux portes 33 pour le grattage de la grille et l'enlevement des cendres.

Avant d'entrer dans les passages 20 les gaz chauds sortant du foyer 27 traversent (fig. 2) un passage horizontal 34 qui les amène à la partie inférieure d'une chambre égalisatrice de température comportant à sa partie intérieure un compartiment 35 communiquant dans toute sa longueur avec le passage 34. Au-dessus de ce compartiment la chambre égalisatrice de température est munie de plusieurs arches séparées 36 supportant une série de cloisons refractaires verticales 37, disposées parallèlement entre elles, entretoisées par des blocs réfractaires 38, et formant des carneaux verticaux 39, qui débouchent dans un espace libre 38t communiquant avec les quatre passages 20.

Les cloisons verticales 37 et 38 forment ainsi un ensemble cloisonné ayant une grande surface de rayonnement. Ainsi dans un four possédant une grille de la dimension indiquée plus haut ces carneaux 39 peuvent avoir une section transversale rectangulaire de 0,9 sur 0,23 in et une hauteur de 1,8 m. L'ensemble constitué par ces cloisons, qui ont environ 10 à 12 cm d'épaisseur, et les parois internes de la chambre égalisatrice, forment une masse considerable de matière réfractaire, masse qui joue le rôle d'un accumulateur de chaleur d'une grande capacite susceptible de neutraliser les légères differences de tem perature qui se produisent necessairement pendant la marche du foyer.

Les produits chauds de la combustion passent ainsi du foyer 27 dans le passage 34, puis dans le compartiment 35 et les carneaux 39 pour se réunir dans le compartiment 381 d'où ils s'écoulent par les passages 20 dans les chambres de chauffe 16. Des écrans 69 (fig. 3) sont disposes en regard des passages 20, en avant des cornues 15 pour les protéger du courant direct des gaz chauds sortant de la chambre égalisatrice et pour detourner ces gaz sur le pourtour des cornues.

L'extremite inférieure de chaque cornue est pourvue d'un dispositif de déchargement, représenté plus spécialement par les fig. 9, 10 et 11.

La tour en briques 17,18, dans laquelle sont disposees les quatre cornues repose sur des poutrelles en fer 40 supportees elles-mmes par des piliers en beton 401 (fig. 1) à un niveau suffisant au-dessus du sol, pour permettre le déchargement des cornues et la manutention subsequente du lithopone calcine.

Chaque cornue est supportée près de son extrémité inferieure par une embase 41 fixee sous la tour 17,18.

Un manchon cylindrique 42, fixé à l'em- base 41 au moyen de boulons 44 prolonge chaque cornue vers le bas. Un joint hermetique entre ce manchon et la cornue est assure au moyen d'une garniture 421. Dans chaque manchon 43 sont formes deux paliers 42, pour un arbre horizontal 45, portant à 1'interieur du manchon une roue à quatre pales 43 constituant le fond rotatif de la cornue et un moyen pour commander perio- diquement le déchargement d'une certaine quantité de lithopone calcine.

Cette roue est actionnée de préférence e par un mecanisme fonctionnant automatiquement. Dans l'installation representee, le mecanisme comporte une chaine de Galle sans fin 46 mue à une vitesse uniforme et relativement lente par un moteur électrique dont la force est transmise par un reducteur de vitesse 48 et une courroie 49 (fig. 10 et 11).

L'un des maillons de la chaine 46 porte un toc 50 muni d'un galet 51 (fig. 12) qui appuie successivement au passage sur l'un des bras de plusieurs entraineurs 52, rendus so lidaires chacun d'une des roues à pales 43 par un arbre de connexion comportant t un couple de joints universels 53.

Comme la chaine 46 se meut continuellement à une vitesse constante, le galet 51 est amené périodiquement à intervalles egaux successivement en contact avec un bras des quatre entraineurs 52, lesquels subissent alors et transmettent aux roues 43 une rotation de 90 . Une quantité déterminée de lithopone calcine est alors dechargee dans un bac cylindrique 54 ordinairement en bois dispose directement sous la cornue, sur un truc 55 et contenant de 1'eau froide arrivant par une conduite 56t (fig. 9 et 10).

Un tube 56 prolonge, à sa partie infe- rieure, le tube 4 qui prolonge lui-mme la cornue vers le bas. A sa partie intérieure ce tube 56 présente, brase extérieurement sur lui, un rebord annulaire 57 de section en forme d'U destine à tre rempli d'un liquide imperméable à 1'air. Un cylindre 58 de dia mètre plus grand que le tube 56 et plus petit que le bac 54 dans lequel il plonge normalement, est suspendu par deux câbles 59 passant chacun sur une poulie, un palonnier 59"et un eâble 59'à un contrepoids 60. Le cylindre 58 est dispose concentriquement par rapport au tube 56 et porte brase sur lui, à son extremite superieure, un rebord intérieur annulaire 61 de section en forme d'U renverse, susceptible de coopérer avec le rebord plein de liquide 57, de manière à assurer un joint hermétique entre le tube 56 et le cylindre 58, lorsque ce dernier se trouve dans sa position completement abaissee. De cette maniere, tant que le cylindre 58 plonge dans le liquide contenu par le bac 54, le lithopone decharge par la roue 43 ne peut s'oxyder avant d'arriver dans le bac 54.

Quand la quantite de lithopone que peut contenir le bac 54 est atteinte, on agit sur le contrepoids 60 pour soulever le cylindre 58, et permettre ainsi de remplacer ce bac plein par un bac pret à recevoir sa charge de lithopone.

Le bâtiment dans lequel est disposée l'installation est représente schématiquerilent en coupe verticale. Le lithopone est amené dans la chambre supérieure de chargement sur des plateaux a rebord tels que ceux employés usuellement dans le séchage du lithopone brut. Ces plateaux sont empiles l'un sur l'autre sur des trucs 62, lesquels sont enlevés au moyen d'un monte-charge du plancher inférieur du bâtiment jusqu'au plancher supérieur de chargement 63. Un wa gonnet à trémie 64 est immobilise directement au-dessus de chaque eornue 15. On verse à la main les plateaux de lithopone dans ces wagonnets de manière qu'ils restent constamment plus oti moins pleins. Une hotte 65 communique par un tuyau 66 avec la cheminée correspondante 24 pour y ame ner les gaz s'échappant de la cornue.

Au sommet du bâtiment court un rail horizontal 68 porte par des potences 67 di rectement au-dessus des cornues 15. Un treuil roulant le long de ce mono-rail permet d'en lever les cornues usagées ou détériorées pour les remplacer par des neuves.

Pour simplifier le dessin et en rendre la lecture plus facile on a omis sur la fig. 2 le . dispositif de chargement et sur les fig. 2,3 et 6 le dispositif de déchargement Le fonctionnement de l'ensemble de cette installation est le suivant : Pendant toute la marche de l'opération les cornues 15 sont continuellement mainte nues remplies de lithopone brut et plus ou moins sec, généralement sous la forme de petits morceaux, tandis que la combustion est maintenue a l'intérieur du foyer 17 aussi constante que possible. Les espaces entre les morceaux de lithopone dans la zone supe- rieure des cornues dite"zone de rechauffage" sont remplis par les gaz qui se détachent du lithopone en voie de calcination dans la zone intérieure des cornues, de telle fagon que le lithopone est noyé dans une atmosphère de gaz non oxydants, formes en plus grande partie de vapeur d'eau, qui sont recueillis à la sortie des cornues dans les hottes 65 et qui s'échappent dans les cheminées 24 à travers les tuyaux 66. Ces gaz, a leur sortie des cornues, sont sous une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique, ce qui empeche l'air d'entrer par le haut à l'in- trieur des cornues.

Dans la partie supérieure des cornues le lithopone fratchement introduit est ainsi sou mis à l'action des gaz chauds qui le sèchent, le chauffent, et le débarrassent de tout 1'air qu'il a pu entrainer avec lui à l'intérieur des cornues. Ainsi le lithopone qui atteint la zone de calcination est complètement debar rassé d'air, ce qui assure sa calcination dans les conditions requises de non-oxydation.

Grace à ce chauffage preliminaire, on peut traiter dans cette installation un lithopone brut plus humide que celui que l'on traite dans les installations connues. Dans ces der nières en effet le lithopone brut, après son passage au filtre-presse, contient ordinairement environ 50 /o d'humidité ; on doit le deshydrater, jusqu'a ce que cette teneur soit abaissée à 1 ou 2 ouzo d'eau, tandis que dans la présente installation il suffit de pousser cette déshydratation jusqu'a 10"/o seulement, ce qui réduit notablement les frais de sechage.

Pendant toute la durée du fonctionnement de l'installation, le lithopone est soumis à l'action de la chaleur dans la zone de calcination de chaque cornue à une température maintenue aussi constante que possible dé- signée sous le nom de"temperature critique de calcination 11 pendant la durée de temps nécessaire pour qu'il acquière les qualités requises de force d'adherenee, de coloration et de brillant. Un bon lithopone commercial peut par exemple etre obtenu lorsque cette durée, c'est-a-dire la vitesse de chargement et de dechargement du lithopone est établie de facon qu'il faille au lithopone traite de 5 à 10 heures pour parcourir de haut en bas les cornues. Dans les zones de calcination le lithopone est soumis à une temperature comprise entre 550 et 800 C.

Le lithopone calcin6 est finalement enlevé de 1'eau dans le bac 54 et soumis au traitement ultérieur usuel par lavage, broyage et séchage.

REVENDICATION : Installation pour la calcination du lithopone brut, à cornues métalliques disposees verticalement et ayant une section transversale relativement petite par rapport à leur hauteur afin de permettre de chauffer uniformoment de part en part les colonnes mouvantes de lithopone traite qu'elles contiennent, caractérisée par au moins un four à double paroi en matière réfractaire, dans lequel sont ménagées une série de chambres

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Claims (4)

1. WARNUNG* Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen *.

   constamment plus oti moins pleins. Une hotte 65 communique par un tuyau 66 avec la cheminée correspondante 24 pour y ame ner les gaz s'échappant de la cornue.

   Au sommet du bâtiment court un rail horizontal 68 porte par des potences 67 di rectement au-dessus des cornues 15. Un treuil roulant le long de ce mono-rail permet d'en lever les cornues usagées ou détériorées pour les remplacer par des neuves.

   Pour simplifier le dessin et en rendre la lecture plus facile on a omis sur la fig. 2 le . dispositif de chargement et sur les fig. 2,3 et 6 le dispositif de déchargement Le fonctionnement de l'ensemble de cette installation est le suivant : Pendant toute la marche de l'opération les cornues 15 sont continuellement mainte nues remplies de lithopone brut et plus ou moins sec, généralement sous la forme de petits morceaux, tandis que la combustion est maintenue a l'intérieur du foyer 17 aussi constante que possible. Les espaces entre les morceaux de lithopone dans la zone supe- rieure des cornues dite"zone de rechauffage" sont remplis par les gaz qui se détachent du lithopone en voie de calcination dans la zone intérieure des cornues, de telle fagon que le lithopone est noyé dans une atmosphère de gaz non oxydants, formes en plus grande partie de vapeur d'eau, qui sont recueillis à la sortie des cornues dans les hottes 65 et qui s'échappent dans les cheminées 24 à travers les tuyaux 66. Ces gaz, a leur sortie des cornues, sont sous une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique, ce qui empeche l'air d'entrer par le haut à l'in- trieur des cornues.

   Dans la partie supérieure des cornues le lithopone fratchement introduit est ainsi sou mis à l'action des gaz chauds qui le sèchent, le chauffent, et le débarrassent de tout 1'air qu'il a pu entrainer avec lui à l'intérieur des cornues. Ainsi le lithopone qui atteint la zone de calcination est complètement debar rassé d'air, ce qui assure sa calcination dans les conditions requises de non-oxydation.

   Grace à ce chauffage preliminaire, on peut traiter dans cette installation un lithopone brut plus humide que celui que l'on traite dans les installations connues. Dans ces der nières en effet le lithopone brut, après son passage au filtre-presse, contient ordinairement environ 50 /o d'humidité ; on doit le deshydrater, jusqu'a ce que cette teneur soit abaissée à 1 ou 2 ouzo d'eau, tandis que dans la présente installation il suffit de pousser cette déshydratation jusqu'a 10"/o seulement, ce qui réduit notablement les frais de sechage.

   Pendant toute la durée du fonctionnement de l'installation, le lithopone est soumis à l'action de la chaleur dans la zone de calcination de chaque cornue à une température maintenue aussi constante que possible dé- signée sous le nom de"temperature critique de calcination 11 pendant la durée de temps nécessaire pour qu'il acquière les qualités requises de force d'adherenee, de coloration et de brillant. Un bon lithopone commercial peut par exemple etre obtenu lorsque cette durée, c'est-a-dire la vitesse de chargement et de dechargement du lithopone est établie de facon qu'il faille au lithopone traite de 5 à 10 heures pour parcourir de haut en bas les cornues. Dans les zones de calcination le lithopone est soumis à une temperature comprise entre 550 et 800 C.

   Le lithopone calcin6 est finalement enlevé de 1'eau dans le bac 54 et soumis au traitement ultérieur usuel par lavage, broyage et séchage.

   REVENDICATION : Installation pour la calcination du lithopone brut, à cornues métalliques disposees verticalement et ayant une section transversale relativement petite par rapport à leur hauteur afin de permettre de chauffer uniformoment de part en part les colonnes mouvantes de lithopone traite qu'elles contiennent, caractérisée par au moins un four à double paroi en matière réfractaire, dans lequel sont ménagées une série de chambres verticales, contenant chacune une cornue disposee dans l'axe de la chambre, toutes ces chambres recevant à leur partie inférieure les gaz chauds provenant d'un foyer commun et des moyens etant prevus pour régler sepa rement pour chaque chambre l'admission et l'échappement de ces gaz chauds, les gaz provenant du foyer, avant d'entrer dans lesdites chambres de chauffe des cornues, tra- versant une chambre cloisonnee égalisatrice des temperatures, dont les cloisons et les parois constituent un accumulateur de chaleur et un regulateur de temperature.

   SOUS-REVENDICATIONS : 1 Installation selon la revendication, carac terisee par le fait que la chambre égalisa- trice de chaleur comporte un compartiment inférieur ouvert, un compartiment inerme diaire cloisonne de manière à former une serie de carneaux verticaux developpant une grande surface de chauffe et formant une masse de matière refractaire considé- rable, et un compartiment superieur dans lequel débouchent tous ces carneaux et d'où partent des passages conduisant les gaz chauds dans les chambres de chauffe.
2. 2 Installation selon la revendication et la sous-revendication 1, comprenant un dispo sitif pour décharger periodiquement de cha que cornue une eertaine quantité de litho pone calciné, caractérisée par le fait que ce dispositif de déchargement est com mande automatiquement par une chaine sans fin, actionnée d'une manière continue et uniforme par un moteur électrique
3. 3 Installation selon la revendication et les sous-revendications 1 et 2, caractérisée par des moyens pour assurer un joint étanche entre les extrémités inférieures des cornues et des bacs de dechargement correspon- dants pendant la duree du remplissage de ces bacs.
4. 4 Installation selon la revendication et les sous-revendications 1-3, caractérisée par le fait que les moyens de chargement de chaque cornue sont combines avec un dis positif d'échappement des gaz se déca- geant de la cornue pendant la calcination du lithopone, de manière à maintenir à l'intérieur de chaque cornue une pression légèrement superieure à la pression atmo sphérique.