FR2532735A1 - Procede et installation pour la cuisson d'un produit a grain fin, notamment de la farine de ciment crue - Google Patents

Abstract

PROCEDE DE CUISSON D'UN PRODUIT A GRAIN FIN, NOTAMMENT DE LA FARINE DE CIMENT CRUE, LE PRODUIT EST PRECHAUFFE PAR PALIERS SUCCESSIFS DANS UN DISPOSITIF DE TRAITEMENT THERMIQUE PUIS FORTEMENT CALCINE ET, ENSUITE, DANS LA ZONE DE CUISSON D'UNE UNITE DE CUISSON, PORTE A LA TEMPERATURE NECESSAIRE POUR LA CLINKERISATION, ET MAINTENU DANS L'UNITE DE CUISSON JUSQU'A LA FIN DE CETTE REACTION. SELON L'INVENTION, AU MOINS UN DEBIT PARTIEL DU PRODUIT FORTEMENT CALCINE EST ENVOYE A L'UNITE DE CUISSON 8, PAR LE COTE DE LA ZONE DE CUISSON, SOUS LA FORME D'UNE SUSPENSION 28, IL TRAVERSE LA ZONE DE CUISSON EN COURANT PARALLELE AVEC LES GAZ DE COMBUSTION ET EST CHAUFFE TRES RAPIDEMENT, LA REACTION DE FRITTAGE S'AMORCANT ET SE TERMINANT AU MOINS PARTIELLEMENT DANS CE PASSAGE, APRES QUOI LE PRODUIT EST SEPARE DES GAZ DE COMBUSTION EN7 ET RECYCLE EN 35, 14 A TRAVERS L'UNITE DE CUISSON, DANS UNE COUCHE DE MATIERE 31, A CONTRE-COURANT PAR RAPPORT AUX GAZ DE COMBUSTION, JUSQU'A LA FIN DE LA REACTION DE FRITTAGE.

Description

L'invention concerne un procédé ainsi qu'une ins-

tallation pour cuire un produit à grain fin, en particu-

lier de la farine de ciment crue, dans un dispositif de traitement thermique dans lequel le produit est préchauffé par paliers successifs, puis fortement calciné, et, ensui- te, porté, dans la zone de cuisson d'une unité de cuisson, à la température nécessaire pour la clinkérisation puis

maintenu dans l'unité de cuisson jusqu'à la fin de la clin-

kérisation.

Dans les procédés et installations modernes et ha-

bituels de fabrication du ciment qui sont utilisés indus-

triellement, la farine crue est préchauffée par des gaz chauds dans un échangeur de chaleur à suspension dans un

gaz et, ensuite, fortement calcinée avec addition de com-

bustible, après quoi le produit ainsi prétraité est achemi-

né à un four tubulaire tournant o, dans une couche de ma-

tière, il est porté relativement lentement à la températu-

re de frittage et fritté jusqu'à la cuisson finale Habi-

tuellement dans le four tubulaire tournant, la cuisson fi-

nale se produit avec circulation -à contre courant entre

le produit et les gaz.

Il a été reconnu très tôt (brevet allemand DE 337

312 du 27 Mai 1921) que, pour assurer une utilisation meil-

leure et plus rapide des gaz de flamme, on doit faire en sorte d'établir un contact intime entre la flamme et le

produit, non pas au cours du frittage mais plus tôt, à sa-

voir, avant l'entrée dans le four et au plus tard à peu

près au début du frittage.

Pour résoudre ce problème, il a été proposé un four rotatif divisé dont la partie affectée au frittage tourne plus lentement que l'autre partie, le four servant à chauffer jusqu'à proximité du point de frittage - tournant à une vitesse suffisamment élevée pour que le produit soit soulevé jusqu'à proximité de la génératrice supérieure du

four et, de là, retombe en chute libre à travers la sec-

tion du four Toutefois, cette invention a été dépassée

par l'état de la technique lorsqu'on a introduit les procé-

-2. dés et installations précités de chauffage de la Farine crue dans un échangeur de chaleur à suspension dans un gaz

et, en particulier, dans un calcinateur.

La reconnaissance du fait qu'il est très avanta-

geux, pour des raisons énergétiques et de cinétique des ré-

actions, d'effectuer le saut de température entre la calci-

nation de la farine crue, qui se produit à environ 900 O C et la cuisson finale, qui se produit à environ 1 350 'C avec des gradients de chauffe aussi élevés que possible, a

conduit à toute une série de nouvelles propositions.

Par exemple, une autre forme d'exécution de ce

qu'on appelle la cuisson rapide de la matière crue est men-

tionnée dans le brevet DL 97 409 et, plus précisément, cet-

te possibilité consiste à chauffer rapidement le mélange pulvérulent ou aggloméré dans une couche turbulente et à

le fritter jusqu'à la cuisson finale, le tout dans un réac-

teur Par ailleurs, il est connu par ce brevet de porter très rapidement le produit pulvérulent àddes températures

de cuisson finale dans des réacteurs.

Toutefois, dans ce cas, il n'est pas possible d'obtenir un équilibrage des températures aux températures maximales atteintes avant que la cuisson finale ne soit

complète Ceci résulte en particulier du fait que les tem-

pératures proches de celles de la formation de l'alite

dans le produit déterminent, avec le début de la liquéfac-

tion, des phénomènes de collage très prononcés et provo-

quent ainsi des formations d'adhérences qui -ne permettent

pas au réacteur de travailler correctement.

La publication antérieure propose de travailler

avec des gradients de chauffe extrêmement élevés dans l'in-

tervalle de températures compris entre environ 1 100 'C et

environ 1 350 'C On obtient comme avantage un raccourcis-

semnent d'environ 70 % du temps de cuisson finale, avec des

effets résultants avantageux, qui proviennent, par exem-

ple, de la possibilité de réduire les dimensions du réac-

teur de cuisson finale ou d'augmenter sa capacité de pro-

duction, ou encore d'effectuer-la cuisson finale à des tem-

pératures plus faibles avec les temps de séjour habituels.

A des gradients de chauffe extrêmement élevés, cet avanta-

ge est obtenu de préférence par la suppression des désacti-

vations du produit à cuireo Toutefois, le document précité ne donne aucune indication concrète de la façon dont ces

gradients de chauffe extrêmement élevés doivent être obte-

nus. Le but de la présente-invention est d'obtenir une amélioration de la qualité du clinklcer et une réduction de

la consommation d'énergie en réalisant l'élévation de tem-

pérature effectuée à la suite de la calcination, et qui la porte au niveau de la température de frittage d'une façon aussi rapide que possible avec pour but de mettre à profit l'état actif de la matière, consécutif à la calcination,

pour obtenir une formation de germes d'alite à la fois ra-

pide, poussée et répartie de façon homogène, pour obtenir par ce moyen un raccourcissement important du temps de

cuisson finale et, éventuellement, une réduction des dimen-

sions du réacteur de cuisson finale ainsi qu'une diminu-

tion de la quantité d'énergie primaire mise en oeuvre.

Pour résoudre ce problème, au moins une quantité

partielle de-produit fortement calciné est acheminée à l'u-

nité de cuisson, par le côté de la zone de cuisson de cet-

te unité, sous la forme d'une suspension, puis traverse la

zone de cuisson en courant parallèle avec les gaz de cuis-

son et est chauffée avec une élévation rapide de la tempé-

rature, la réaction de frittage s'amorçant et se terminant

au moins partiellement pendant ce temps, après quoi le pro-

duit est séparé des gaz de cuisson et recyclé a travers

l'unité de cuisson, dans la couche -de produit à contre-

courant par rapport aux gaz de cuisson, jusqu'à la fin de

la réaction de frittage.

Le procédé selon llinvention apporte le très

grand avantage consistant en ce que l'élévation de la tem-

pérature réalisée à la suite de la calcination et qui por-

te la température au niveau de température de frittage,

c' est-d-dire qui se produit dans l'intervalle de températu-

re compris entre environ 900 O C et environ 1 300 O c s'ef-

fectue de façon extrêmement rapide avec des gradients de

chauffe très élevés.

De cette façon, l'état actif de la matière est mis à profit pour déterminer une formation de germes d'ali- te à la fois rapidetpoussée et uniforme, et, par suite, on évite les recristallisations et on obtient des trajets de

diffusion courts pour la formation de l'alite.

On réussit à obtenir une élévation de températu-

re extrêmement rapide avec l'invention parce que le rayon-

nement et la convexion agissent sur le produit finement ré-

parti dans la suspension avec le maximum de surface active

et que, de ce fait, les transmissions de chaleur sont beau-

coup plus favorables que dans une couche de produit entas-

sé D'un autre côté, le risque d'adhérences par suite de la formation d'une phase fondue est évité par le fait que, ainsi qu'il est connu, dans le four tubulaire tournant,

l'action abrasive de la couche de produit entraînée en ro-

tation et retournée empêche ces adhérences de durer.

Dans le procédé selon l'invention, le produit

chauffé et qui a déjà en partie subi sa cuisson finale tom-

be de la suspension à l'extrémité du four tubulaire tour-

nant à des vitesses d'écoulement des gaz relativement bas-

ses ou est séparé des gaz dans un dispositif séparateur, se rassemble en une couche de produit et est transporté en sens inverse de la flamme dans le four tubulaire tournant, sous l'effet de l'inclinaison et du mouvement de rotation de ce four, le produit étant transporté d'une façon connue à contre-courant par rapport aux gaz de flamme, et, dans

ce mouvement, entièrement fritté ou soumis à la cuisson fi-

nale et évacué vers la sortie du four Ensuite, il tombe

dans un refroidisseur de clinker d'une construction con-

nue. Dans le procédé selon l'invention, l'obtention de transmissions de chaleur plus avantageuses apporte le très grand avantage de permettre de, raccourcir considérablement

la longueur du four tubulaire tournant à égalité de capaci-

té de production En outre, la formation d'agglomérats so-

lides en mottes dans le clinker entièrement cuit est consi-

dérablement réduite, ce qui apporte un autre avantage con-

sistant en ce que la broyabilité du clinker Eini est très améliorée, de sorte qu'on économise également une fraction

importante de l'énergie nécessaire pour le broyage du clin-

ker.

Grâce à la réduction à un niveau minime de la dé-

sactivation des constituants du produit à cuire, on ob-

tient une plus grande activité de réaction et, par consé-

quent, une meilleure cinétique de réaction, qui conduit à un raccourcissement du temps de cuisson finale et/ou à un abaissement des températures de cuisson finale et entratne par conséquent une importante réduction de la consommation

d'énergie primaire spécifique par unité de poids de clin-

ker Par ailleurs, grâce à la régularité de la formation des germes d'alite, il se produit une homogénéisation très

avantageuse de la chaux libre encore présente dans la dis-

tribution et dont le gonflement ultérieur est donc réduit.

Selon un mode avantageux de mise en oeuvre du pro-

cédé selon l'invention, ladite quantité partielle du pro-

duit fortement calciné représente au moins 50 % de la quan-

tité totale mais il n'est pas exclu d'adopter d'autres ré-

partitions de quantités dans la mise en oeuvre du procédé selon l'invention

Un grand avantage apporté par l'invention consis-

te en ce que le procédé peut être mis en oeuvre dans un four tubulaire tournant, habituel en soi, utilisé comme unité de cuisson, cette unité comportant un brûleur dont

la flamme traverse au moins partiellement la zone de cuis-

son.

Etant donné que, grâce à l'invention, le four tu-

bulaire tournant est utilisé à la fois comme unité de de

projection de poudre, de chauffage et de cuisson, travail-

lant en courants parallèles et, en même temps, comme unité

de cuisson classique pour la cu-isson dans la couche de pro-

duit, et travaillant à contre-courant, l'invention évite l'utilisation d'unités de chauffage additionnelles et, en

même temps, le risque, lié à cette utilisation, d'adhéren-

ces dans la région de surchauffe locale, et elle permet d'obtenir, avec la double transmission de chaleur, par rayonnement et par convexion, en régime à courants parallè-

les et en régime à contre courant, une exploitation extrê-

mement poussée de la chaleur et, de ce fait, un maximum d'économie. Par ailleurs, il est prévu d'injecter le produit dans l'unité de cuisson par soufflage avec un gaz porteur, en un jet de particules approximativement parallèle à la

flamme, de préférence au-dessus du brûleur.

Ceci apporte comme autre avantage la possibilité

d'utiliser des matières premières possédant une forte te-

neur en chlore ou en alcalis Ensuite, grâce au chauffage

réalisé essentiellement en suspension, les substances nui-

sibles se dégagent rapidement et se retrouvent avec une

concentration élevée dans les gaz de fumée du four, o el-

les ne peuvent pas se condenser Etant donné que, en ou-

tre, dans le mode de conduite -ui traitement adopté selon

l'invention, seule une très petite fraction du besoin to-

tal de combustible est brûlée dans le four tubulaire tour-

nant, on peut en cas de besoin évacuer jusqu-'à 100 % des gaz de fumée du four en parallèle sans que la consommation

de chaleur de l'ensemble de l'installation n'en soit aug-

mentée d'une façon inadmissible ou que ceci ne rende le

procsdé inacceptable économiquement.

T<)^ihrois, dans le cas normal, la chaleur des gaz le fumée est utilisée, soit pour le traitement, soit pour

la production de courant électrique.

Selon une autre caractéristique, une quantit 4

partielle de produit, notamment fortement calciné, est in-

troduite dans l'unité de cuisson par le côté de sortie des

gaz Ceci facilite également, le cas échéant, la sépara-

tion entre le produit cuit en suspension et les gaz de o_-

Màe.

Dans le cas o des quantités partielles du pro-

duit sont respectivement introduites dans l'unité de cuis-

son par les deux côtés, on a avantage à adopter un mode dans lequel on introduit séparément, chacune d'un côté, des catégories de produits présentant des compositions-qui différent par la nature de leurs composants.

-Dans ce cas, selon une autre caractéristique avan-

tageuse, on achemine à l'unité de cuisson, également par le côté de sortie des gaz, conjointement avec la quantité partielle du produit calciné, un combustible additionnel, de préférence un combustible de qualité inférieure ou de remplacement. Une installation destinée à cuire un produit à

grain fin, notamment une farine de ciment crue, conformé-

ment au procédé selon l'invention, et qui comprend un dis-

positif de -traitement thermique comportant au moins une

unité de préchauffage, au moins un calcinateur et une uni-

té de cuisson équipée d'un refroidisseur en aval, est ca-

ractérisée en ce que, sur le côté du brûleur du four tubu-

laire tournant, est prévu un dispositif servant à produire

et à introduire une suspension composée de produit forte-

ment calciné et de gaz porteur et en ce que le four tubu-

laire tournant, qui travaille à la fois en courants paral-

lèles et à contre-courant, présente une inclinaison dont

la pente descend vers le côté du brileur.

Cette inclinaison du -four tubulaire tournant, en combinaison avec l'introduction du produit sous la forme

d'une suspension, constitue une caractéristique essentiel-

le de l'installation selon l'invention, qui est à opposer à la disposition habituelle d'un four tubulaire tournant

travaillant en courants parallèles Un tel four, par exem-

ple, conforme à la demande de brevet de la R F A DE-OS 27

38 987, présente une inclinaison notable dont la pente des-

cend dans le sens des courants parallèles de produit et de

gaz Le fait que le four tubulaire tournant de l'installa-

tion selon l'invention présente une pente qui s'élève dans le sens des courants parallèles ne fait pas qu'apporter le très grand avantage de permettre le fonctionnement double, b

en courants parallèles et à -contre-courant mais, au con-

traire, cette disposition favorise également la sédimenta-

tion-, essentielle pour le fonctionnement, du produit par rapport au gaz porteur à l'extrémité de -la zone de cuisson et, selon les dimensions de l'unité et la vitesse des gaz,

elle peut permettre, même en l'absence d'un séparateur dis-

tinct, de séparer les particules solides des gaz dans la

mesure nécessaire.

Toutefois, il peut également être prévu de combi-

ner au four tubulaire tournant, sur le côté de sortie dés gaz de fumée, un séparateur destiné à séparer le produit

des gaz.

Les figures du dessin annexé, donné uniquement à

titre d'exemple, feront mieux coliprceridre comment l'inven-

tion peut être réalisée Sur ces dessins,.

la figure 1 représente une installation de cuis-

son du ciment selon l'état de la technique, par un schéma bloc

la figure 2 représente une installation de cuis-

son selon l'invention, également selon un schéma bloc;

la figure 3 représente une installation de cuis-

son modifiée selon l'invention, avec des variantes de liai-

son entre les différents éléments fonctionnels, et égale-

ment par un schéma bloc.

L'installation de cuisson du ciment selon l'état

de la technique, qui est représentée sur la figure 1, com-

prend un échangeur de chaleur à suspension dans un gaz 1, comportant des cyclones échangeurs de chaleur 2, 3 et 4 ainsi qu'un dispositif calcinateur composé d'une zone de

réaction 5, comportant un foyer additionnel 6 et un sépara-

bru-r 7 V;'istallation de cuisson comprend en outre le four tubulaire tournant 8, équipé d'un brûleur principal 9 et-d'un refroidisseur à grille 10 monté en aval, d'o part une conduite d'air chaud, ce qu'on appelle la conduite d'air tertiaire ll,qui débouche directement au pied de la zone de calcination-réaction 5, à proximité immédiate du foyer additionnel 6 La farine crue est introduite dans l'échangeur de chaleur à suspension dans un gaz 1, comme indiqué par la flèche 12, tandis que le clinker fini est

évacué du refroidisseur 10 comme indiqué par la flèche 13.

L'inclinaison du four tubulaire tournant s'étend selon une inclinaison qui descend de la tête 14 d'entrée du four

vers-le brûleur 9, avec une légère pente d'environ 3, 5 .

Le fonctionnement de l'installation de cuisson se-

lon l'état de la technique est le suivant: la farine crue est introduite en 12 dans la conduite de gaz 15 qui relie

le cyclone 3 du préchauffeur au groupe de cyclones du sépa-

rateur 4 Dans cette conduite, la farine crue est chauffée à environ 300 à 350 QC et, après avoir été séparée, elle est introduite, du groupe de cyclones 4, dans la conduite de liaison 16 qui relie les cyclones 2 et 3 et, dans cette

conduite, elle est chauffée à environ 450 à 500 C Ensui-

te, la Farine crue sortant du cyclone 3 est séparée du cou-

rant de gaz chauds et introduite dans la conduite de liai-

son 17 reliant le cyclone 2 au séparateur 7 Dans cette

conduite, le produit est encore chauffé et porté à 650 C.

A cette température, il est transféré du cyclone 2 et par la conduite descendante 18, dans la région inférieure de la zone de calcination et de réaction 5 o, en mélange

avec de l'air chaud provenant de la conduite d'air tertiai-

re 11 et avec du combustible fourni par le foyer secondai-

re 6 ainsi qu'avec les gaz chauds du four, il subit l'ef-

fet d'une combustion sans flamme qui entratne une forte calcination Le produit ainsi fortement calciné parvient, à une température d'environ 900 C, -dans le séparateur 7

qui sépare les particules solides du courant de gaz et in-

troduit ces particules, au moyen de la conduite descendan-

te 19, dans la chambre d'entrée 14 du four tubulaire tour-

nant 8 Dans ce four 8, le produit arrivant à environ 900 C, est porté à environ 1 300 à 1 350 C en parcourant une zone qui représente environ 3/5 à 4/5 de la longueur du four tubulaire tournant Cette température est la limite de température de la formation commençante d'alite, qui

est également appelée la clinkérisation Le temps de par-

cours comti-è entre l'entrée 14 du four et le point o la température atteint le niveau de température indiqué est

d'environ 60 minutes Dans ce parcours, le gradient de tem-

pérature moyen est d'environ 7,5 C/mn C'est dans la der-

nière partie du four tubulaire tournant 8, dans la région

du quatrième et du dernier cinquièmesde sa longueur tota-

le, dans la région de la flamme du brûleur 9, que se pro-

duit la cuisson finale qui donne naissance au clinker.

* Dans cette créaction, le produit atteint une température fi-

nale d'environ 1 450 C Le clinker entièrement cuit est déversé à cette température dans le refroidisseur 10, dans lequel il se refroidit en cédant une partie importante de sa chaleur sensible et, finalement, il en est évacué comme

indiqué par la flèche 13.

La figure 2 représente une installation selon

l'invention par un schéma bloc Cette installation com-

prend essentiellement les mêmes éléments principaux, à sa-

voir, un échangeur de chaleur 1 à suspension dans un gaz,

un calcinateur 5, un four tubulaire tournant 8 et un re-

froidisseur 10 Une conduite d'air tertiaire 11 mène du re-

froidisseur 10 au calcinateur 5 De l'air secondaire chaud est acheminé à la flamme 29 du fpur tubulaire tournant 8 par une liaison 11 ' tandis que, après la cuisson finale,

le clinker est introduit dans le c el'rdidsseur 10 comme in-

diqué par la flèche 21 Ce refroidisseur reçoit l'air de refroidissement par un dispositif d'alimentation 20 et il

évacue le clinker refroidi comme indiqué par la flèche 13.

Selon l'invention, un produit fortement calciné

est évacué du calcinateur 5 par la conduite 19 et, contrai-

cement à ce qui se produit dans l'installation selon -l'é-

tat de la technique (figure 1), il est injecté dans le four tubulaire tournant 8, au-dessus du brûleur 9, en un jet de particules, comme indiqué par la flèche 28, au

moyen d'un injecteur 27 et à l'aide d'un gaz porteur,-indi-

qué par la soufflerie 26, et il parcourt le four tubulaire tournant 8 en courants parallèles avec la flamme 29 ou avec les gaz chauds produits par cette Flamnne Lorsque la

vitesse du courant de gaz décroît, les particules de mati U-

res solides se séparent du courant gazeux et tombent vers la région de la chambre d'entrée 14, comme indiqué par la flèche 30, et elles se rassemblent dans la région du fond du four tubulaire tournant 8, o elles forment une couche

de prolui:t; illtquêe par la ligne 31 tracée-en traits in-

terrompus Dans le cas o les gaz de fumée du four tubulai-

re tournant 8 contiennent encore des fractions de poussiè-

re, on peut agencer en aval du four tubulaire tournant 8, avec la conduite de gaz de fumée 24, un séparateur 7 qui

sépare la poussière des gaz et les introduit, par la con-

* duite descendante 35, dans le four tubulaire tournant 8, o elle s'incorpore à la couche de produit 31 Dans ce

four, la couche de produit 31 se déplace, d'une façon con-

nue en soi, en direction du br Cleur, selon-la flèche 21, vers la sortie du four d'o le clinker entièrement cuit

est déchargé dans 'le refroidisseur 10 Les gaz de fumée sé-

parés de la matière solide sont rejetés dans un bipasse, selon la flèche 25, dans le cas o ils possèdent une forte teneur en susbtances nocives tandis que, si l'on n'a pas à

craindre d'enrichissement du circuit en substances noci-

ves, ces gaz sont injectés dans le calcinateur 5, par la conduite 26, en vue de la récupération de la chaleur qui y

*at: hnr,-l,e Les gaz de fumée du calcinateur 5 sont en-

voyés par la-conduite 17 à l'échangeur de chaleur 1 à mise en suspension dans un gaz tandis que le produit préchauffé est transféré de l'échangeur de chaieur 1 au calcinateur par la conduite 18 -Au calcinateur 5, peut être combiné un diviseur de débit de produit 19 ' d'o des dispositifs transporteurs 19, 19 " destinés à transporter le produit

calciné mènent aux deux extrémités 8 ' et 14 du four tubu-

laire tournant 8, de sorte qu'un produit fortement calciné est introduit dans le four tubulaire tournant 8 aux deux extrémités 8 ' et 14 de ce four La figure 3 représente une installation modifiée

selon l'invention dont le principe de construction est ana-

logue à celui de l'installation de là figure 2 Dans cette installation également, il est pré,u, sur le côté du four

tubulaire tournant 8 qui comporte le brdleur 9, un disposi-

tif de traitement thermique I comportant un échangeur de

chaleur 1 à mise en suspension dans un gaz et un calcina-

teur 5 monté en aval; le produit fortement calciné sortant de ce calcinateur par la conduite 19 est introduit dans le four tubulaire tournant 8, au-dessus de la flamme 29, sous la forme d'une suspension, au moyen d'un injecteur 27 et à l'aide d'un-gaz porteur, qui est fourni, par exemple, par la soufflerie 26 La soufflerie 26 peut éventuellement être alimentée en air chaud provenant du refroidisseur 10,

par la conduite dérivée 11 " Toutefois, l'installation mo-

difiée selon la figure 3 comporte, en supplément par rap-

port à l'installation selon la figure 2, un deuxième dispo-

sitif de traitement thermique II, parallèle au premier dis-

positif de traitement thermique I, et qui comporte un

échangeur de chaleur 1 ' à mise en suspension dans un gaz.

Si le dispositif II ne comporte pas de calcinateur propre, il peut être prévu une conduite 32 à l'aide de laquelle la farine crue préchauf Efée est transportée de l'échangeur de chaleur 1 ' au calcinateur 5 du dispositif de traitement thermique I prévu sur le côté du brûleur Si le deuxième dispositif de traitement thermique Il comporte son propre calcinateur 5 ', ce dernier peut également être équipé d'un

diviseur de débit de produit 36 d'o partent deux disposi-

tifs transporteurs de produit 35 ' et 35 " qui sont raccor-

dés respectivement aux deux côtés 14, 8 ' du four tubulaire tournant 8 Un produit de préférence Eortement calciné est transféré du calcinateur 5 ' à la chambre d'entrée 14 du

four tubulaire tournant 8 par l'intermédiaire de la condui-

te 19 Les gaz de fumée du four tubulaire tournant 8 sont extraits de la chambre d'entrée 14 par la conduite 24 ' et introduits dans le calcinateur 5 ' Il peut également être prévu une conduite 33 d'air de sortie du refroidisseur qui envoie également de l'air chaud de sortie du refroidisseur

au calcinateur 5 ' Pour fournir un combustible addition-

nel, il est prévu un dispositif 34 Ce combustible addi-

tionnel peut être constitué, par exemple, par du charbon en morceaux, des déchets de pneumatiques d'automobiles,

des ordures ménagères ou équivalents On peut également in-

troduire dans le four tubulaire tournant 8, en qualité de combustible additionnel 34, des sables et/ou schistes bitu- mineux. Les di Eférentes variantes de réalisation d'une

installation de cuisson selon l'invention qui sont repré-

sentées aux figures 2 et 3 présentent en commun la particu-

in larité très avantageuse consistant en ce que, grâce à l'in-

troduction du produit éventuellement fortement calciné dans un état pulvérulent et sous la forme d'une suspension

comportant un gaz porteur éventuellement préchauffé, on ob-

tient, lors de la traversée de la zone de cuisson en cou-

rants parallèles, un chauffage extrêmement rapide avec des gradients de température élevés Si l'on prend pour base une vitesse moyenne De transport du nuage de poudre de,

par exemple, 5 m/s, le temps de séjour d'une particule so-

lide est d'environ 10 secondes pour une longueur de four

d'environ 50 m Dans ce temps, la température s'élève d'en-

viron 900 O C à environ 1 300 'C en moyenne Ceci donne un gradient detempérature de 40 'C/s Au contraire, dans le cas du chauffage du produit en couche qui est adopté dans l'installation de cuisson classique, par exemple selon la figure 1, le gradient de température était fréquemment de 7,5 'C/mn ou de 0,125 'C/s Les gradients d'élévation de température sont donc dans un rapport de 1 à 330 Cet échauffement extrêmement rapide conserve au produit son état actif après la calcination et constitue la condition nécessaire pour obtenir une formation rapide et régulière

de germes-d'alite En outre, on évite les recristallisa-

tions et on obtient des trajets de diffusion extrêmement

courts pour la formation d'alite D'un autre côté, l'éléva-

tion brusque de la température détermine un fort accrois-

sement de la vitesse de liaison de la-chaux.

Le procédé selon l'invention a en outre l'avanta-

ge de permettre de diminuer la longueur du four tubulaire tournant grâce à une transmission maximale de la chaleur

et l'invention détermine ainsi un accroissement de la pro-

duction volumique spécifique de l'installation Dans cette installation, la zone de flamme du four est utilisée deux fois, d'une part,à courants parallèles et, d'autre part, à

contre-courant et on peut se dispenser d'intercaler un ré-

acteur de préchauffage en amont du four tubulaire tour-

nant.

L'utilisation du deuxième dispositif de traite-

ment thermique Il posir le prtraitement thermique de la fa-

rine crue préalablement à la cuisson finale, apporte égale-

ment la possibilité d'améliorer la capacité globale de pro-

duction de l'installation et, en même temps, d'optimiser

la rentabilité grâce à une exploitation totale de la cha-

leur présente Ce deuxième dispositif de traitement thermi-

que II comme indiqué plus haut à propos de l'exemple de la figure 3 peut être combiné au premier dispositif de traitement thermique I d'une façon différente en ce qui

concerne le transport du gaz et de la poudre ou farine.

Si l'on introduit la poudre ou farine partielle-

ment ou Eortement calcinée sortant du dispositif de traite-

ment thermique II dans l'extrémité supérieure 14 du four

tubulaire tournant 8, la région côté sortie des gaz de fu-

mée du four est utilisée tout d'abord pour la calcination finale Dans ce cas, on peut utiliser avec grand avantage

pour couvrir la consommation de chaleur nécessaire pour ce-

la, des combustibles de remplacement 34 constitués par des

-cbshets tels que des pneumatiques d'automobiles, du char-

bon de qualité inférieure, des briquettes d'ordures ménagè-

res, etc, avec lesquels la poudre chaude sortant du dispo-

sitif de traitement thermique II est calcinée rapidement, éventuellement par une combustion sans flamme Toutefois, d'un autre côté, la calcination des produits 12 ' envoyés au dispositif de traitement thermique II peut également être effectuée dans un calcinateur additionnel 5 ', monté

en aval de ce dispositif et qui est intercalé entre l'é-

changeur de chaleur 1 ' à mise en suspension dans un gaz et -15

le four 8 et auquel on fournit un combustible par l'inter-

médiaire du brûleur 6 go La poudre chauffëe et précalcinée

dans l'échangeur de chaleur 1 ' peut to,'tefois être égale-

ment introduite par la conduite 32 dans le calcinateur 5 du dispositif de traitement thermique I et être éntière-

ment calcinée avec la poudre préchauffée sortant de l'é-

changeur de chaleur 1 Il serait également possible de di-

viser le courant de poudre partiellement ou fortement cal-

cinée provenant du dispositif de traitement thermique Il pour le répartir entre l'entrée du four et le sortie du four Ce mode de travail permet, par exemple, de régler de la façon désirée la vitesse de chauffage et de frittage d'un courant partiel On peut de cette façon régler ou

maintenir la qualité du clinker au niveau optimal en fonc-

tion des matières premières dont on dispose Dans tous les cas, on peut utiliser, comme combustible supplémentaire, en dehors des combustibles habituels, également un schiste

bitumineux ou houiller dont le composant minéral est utili-

sé en même temps comme fraction de la poudre crue Toute-

fois, dans tous ces cas, la caractéristique essentielle de l'invention consiste dans le chauffage rapide du produit

partiellement ou fortement calciné dans le courant de par-

ticules et l'utilisation du four tubulaire tournant comme réacteur à poudre en suspenson "i Courants parallèles, tout en conservant en même temps la cuisson par les gaz

opérant à contre-courant avec une couche de matière compo-

sée des particules préchauffées et précuites.

Il va de soi que des modifications peuvent être

apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être dé-

crits, notamment par substitution des moyens techniques

équivalents, sans sortir pour cela du cadre de l'inven-

tion.

R E V E N D I C A-T I O N S

1 Procédé de cuisson d'un produit à grain fin, notamment de la Earine de ciment crue, dans un dispositif

de traitement thermique dans lequel le produit est pré-

chauffé par paliers successifs puis fortement calciné et, ensûite porté, dans la zone de cuisson d'une unité de cuis- son à la température nécessaire pour la clinkérisation, puis maintenu dans l'unité de cuisson jusqu-'à la fin de la clinkérisation, caractérisé en ce qu'au moins une quantité

partielle du produit fortement calciné est acheminée à l'u-

nité de cuisson, par le côté de la zone de cuisson de cet-

te unité, sous la forme d'une suspension, puis traverse la

zone de cuisson, en courant parallèle avec les gaz de cuis-

son, et est chauffée avec une élévation rapide de la tempé-

rature, la réaction de frittage s'amorçant et se terminant

au moins partiellement pendant ce temps, après quoi le pro-

duit est séparé des gaz de cuisson et recyclé à travers

l'unité de cuisson, dans la couche de produit, à contre-

courant par rapport aux gaz de cuisson, jusqu'à la fin de

la réaction de Erittage.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite quantité partielle du produit fortement

calciné représente au moins 50 % de la quari-l-: totale.

3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé

en ce qu'on utilise comme unité de cuisson un four tubulai-

re tournant comportant un brûleur dont la flamme traverse

au moins partiellement la zone de cuisson.

4 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 3, caractérisé en ce que le produit est injecté

cilt:-,f rl 13 e dans l'unité de cuisson, avec un gaz por-

teur, sous la forme d'un jet de particules, à peu près pa-

rallèlement à la flamme et de préférence au-dessus du brû-

leur. Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 4, caractérisé en cq que l'unité de cuisson re-

çoit également par son côté de sortie des gaz une quantité

partielle du produit, de préférence fortement calciné.

6 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 5, 'dans lequel l'unité de cuisson reçoit des

quantités partielles du produit par ses deux côtés, carac-

térisé en ce que cette unité reçoit séparément l'une de l'autre, respectivement à ses deux côtés, des catégories de produits présentant des compositions qui diffèrent par

la nature de leurs constituants.

7 Procédé selon l'une quelconque-des revendica-

tions 1 à 6, caractérisé en ce que l'unité de cuisson re-

çoit, par -son côte de sortie des gaz, un combustible addi-

-tionnel, de pnéfêc ence un combustible de qualité inférieu-

re, et/ou un combustible de remplacement -

8 Procédé selon l'une quelcoaque dles revendica-

tions 1 à 6, caractérisé en ce que les gaz de fumée de l'u-

nité de cuisson sont utilisés pour le préchauffage et/ou

la calcination de la farine de ciment crue dans une propor-

tion comprise entre O et 100 % et/ou évacués dans le bipas-

se dans une proportion comprise entre O et 100 %.

9 Installation pour la cuisson d'un produit à

grain fin, notamment de la farine de -ciment crue, effec-

tuée conformément à l'une quelconque des revendications 1

à 8, qui comprend un dispositif de traitement thermique comportant au moins une unité de préchauffage, au moins un

calcinateur et une unité de cuisson équipée d'un refroidis-

seur en aval, caractérisée en ce que, sur le côté du brû-

leur du four tubulaire tournant ( 8), est prévu un disposi-

tif ( 26, 27) servant à produire et à introduire une suspen-

sion composée de produit fortement calciné et de gaz por-

teur ( 26) et en ce que le four tubulaire tournant ( 8), qui

travaille à la fois en courants parallèles et à contre-cou-

rant, présente une inclinaison dont la pente descend vers

le côté du braleur.

Installation selon la revendication 9, carac-

térisée en ce qu'au four tubulaire tournant ( 8) est combi-

né, sur le côté de sortie des -gaz de fumée, un séparateur

( 7) destiné à séparer-le produit des gaz.

11 Installation selon la revendication 9, carac-

térisée en ce que le l-5-positif destiné à introduire le produit comprend un injecteur ( 27) auquel sont acheminés, d'une part, le produit provenant du calcinateur ( 5), au moyen d'un dispositif transporteur ( 19) et, d'autre part, de l'air, de préférence de l'air chaud ( 11 ") provenant du refroidisseur ( 10), éventuellement après élévation de sa pression au moyen d'une soufflerie ( 26), et qui sert de gaz porteur, et en ce que l'injecteur ( 27) est disposé

dans la paroi frontale ( 8 ') du four, sur le côté du brô-

leur, de préférence au-dessus du brûleur ( 9).

12 Installation selon l'une quelconque des re-

vendications 9 à 11, caractérisée par une conduite de gaz de finmée ( 24) qui part du four tubulaire tournant ( 8) et

est équipée d'un séparateur ( 7) et d'une conduite ( 26) me-

nant au calcinateur ( 26), sur laquelle p:,ii::Sz-rtuellement être dérivée une conduite de bipasse ( 25), ainsi que par

une conduite ( 35) qui renvoie le produit séparé au four tu-

bulaire tournant ( 8).

13 Installation selon l'une quelconque des re-

vendications 9 à 12, caractérisée en ce qu'à la sortie du

calciliateur ( 5) est disposé un diviseur de débit de pro-

duit ( 19 ') muni de deu i;s de transport du pro-

duit ( 19 ', 19 "), qui sont raccordés respectivement aux deux côtés ( 8 ', 14) du four tubulaire tournant ( 8) et en

ce qu'il est éventuellement prévu à la sortie du calcina-

teur ( 5 '), un diviseur de débit de produit ( 36) équipé de deux dispositifs de transport du produit ( 35 ', 35 ") qui sont raccordés respectivement aux deux côtés ( 8 ', 14) du

four tubulaire tournant ( 8).

14 Installation selon l'une quelconque des re-

vendications 9 à 13, caractérisée en ce qu'elle comporte,

en supplément du premier dispositif de traitement thermi-

que (I), un deuxième dispositif de traitement thermique (II) qui comprend un deuxième échangeur de chaleur ( 1 ') et, éventuellement, un deuxième calcinateur ( 5 '), lesquels

sont parcourus par les gaz de fumée ( 24 ') du four tubulai-

re tournant ( 8) et dont la sortie de matière est en commu-

nication par une conduite ( 35 ') avec l'extrémité côté sor-

tie des gaz ( 14) du four tubulaire tournant ( 8).

Installation pour la cuisson d'un produit à grain fin tel que la farine de ciment crue, effectuée no-

tamment selon l'une quelconque des revendications 9 à 14,

caractérisée en ce que,-sur chacun des côtés ( 8 ', 14) du four tubulaire tournant ( 8) et de préférence au-dessus de ce four, est agencé un dispositif de traitement thermique (I ou-II) servant à la préparation thermique de la farine

crue destinée à la cuisson finale, chacun de' ces disposi-

tifs comprenant un échangeur de chaleur ( 1 ', 1) qui est parcouru par les gaz du four ou par l'air chaud de sortie du refroidisseur, au moins l'un de ces dispositifs (I ou

II), éventuellement les deux dispositifs (I et II), présen-

tant un calcinateur ( 5, 5 ').