FR2546511A1 - Procede et appareil nouveaux pour fabriquer des ciments hydrauliques - Google Patents

Abstract

INVENTION CONCERNANT LA FABRICATION DE CIMENTS, NOTAMMENT DU PORTLAND. ON UTILISE UN FOUR 10 CHAUFFE PAR AU MOINS UN CHALUMEAU ELECTRIQUE 40 A ARC A PLASMA, FONCTIONNANT AVEC TRANSFERT. LE REVETEMENT INTERIEUR A L'ENVELOPPE DU FOUR EST FAIT D'UN MATERIAU QUI A SENSIBLEMENT LA MEME COMPOSITION CHIMIQUE QUE LE CIMENT PRODUIT DANS LE FOUR. LES MATIERES D'ALIMENTATION (INTRODUITES PAR 20 ET 22) ONT LEURS PROPORTIONS CONVENABLEMENT REGLEES ET SONT INTRODUITES SOUS LA SURFACE LIBRE DU BAIN DANS LE FOUR. APPLICATION A LA REALISATION D'UN APPAREILLAGE COMPACT ET DE MEILLEUR RENDEMENT QUE LE FOUR ROTATIF HABITUEL.

Description

La présente invention, concernant la fabrication de ciment, est plus

spécifiquement relative à un procédé et à un appareil pour produire des ciments portland et autres ciments hydrauliques et plus particulièrement à un procédé et à un appareil pour fabriquer de tels ciments en utili-

sant de l'énergie électrique.

Depuis longtemps on a reconnu que les ciments hy-

drauliques constituent un groupe important de matériaux ci-

mentaires qui sont utilisés principalement dans l'industrie de la construction Ces ciments ont la propriété spéciale

de faire prise et de durcir sous l'eau Les composants es-

sentiels des ciments sont la chaux (Ca O),, la silice (Si O 2),

l'alumine (A 1203) et les composés qui en dérivent En pré-

sence d'eau, ces composés réagissent pour former finalement dur

un produit/contenant de l'hydrate de calcium et des silica-

tes d'alumine Les ciments hydrauliques comprennent le ci-

ment portland aussi bien que les ciments à forte teneur d'alumine, la chaux hydraulique et d'autres ciments moins connus.

De tous les ciments hydrauliques, le ciment port-

land est de loin Le plus importa-nt Le ciment portland est un matériau de construction de première importance qui est utilisé pratiquement dans tous les bétons aussi bien que dans la plupart des mortiers de maçonnerie Les composants

principaux du ciment port Land sont le silicate trical-

cique ( 3 Ca O, Si O 2), le silicate dicalcique ( 2 Ca O, Si O 2) et l'aluminate tricalcique ( 3 Ca O, A 1203), dont tous réagissent à L'état broyé ou pulvéru Lent, avec l'eau pour former une substance dure analogue à de la pierre, qui se maintient liée, avec des cristaux imbriqués D'autres composés, tels

que L'oxyde de magnésium (Mg O) et L'a Luminoferrite tétra-

calcique ( 4 Ca O, A 1203, Fe 203) qui existent dans le ciment

portland, ne présentent aucune propriété liante La compo-

sition exacte du ciment portland est définie par les spé-

cifications des normes A S T M qui sont acceptées dans l'industrie. Le ciment portland est obtenu, dans la plupart des installations qui produisent le ciment, par un fin interbroyage de matériaux contenant de la chaux et de la silice et en chauffant le mélange à l'intérieur d'un four rotatif jusqu'au point de fusion La fusion se produit à 1290 C ou aux environs, la température précise dépendant de la composition chimique des matériaux mis en jeu et du

type et de la quantité des flux qui existent dans le mé-

lange Les flux principaux sont l'alumine (A 1203) et l'o-

xyde de fer (Fe 203); ces flux permettent que les réac-

tions chimiques se produisent à des températures relative-

ment basses Normalement la chaux est obtenue à partir de dépôts calcaires naturels tels que la pierre à-chaux, la marne et l'aragonite Dans certaines conditions la chaux peut être dérivée de sous-produits industriels tels que le phospho-gypse, qui est du sulfate de calcium pulvérulent pouvant être obtenu à partir de la fabrication de l'acide phosphorique Par ailleurs la silice et les flux dérivent normalement de dépôts argileux naturels tels que l'argile,

les schistes et le sable.

Plus spécifiquement, pour fabriquer le ciment

portland on écrase un matériau argileux et un matériau cal-

caire, on les mélange et on les broie ensemble pour former une poudre fine, les proportions des deux matériaux et la composition de chacun étant maintenues dans des limites étroites Le méLange passe dans l'extrémité supérieure d'un four rotatif o il est finalement chauffé jusqu'au point de fusion Néanmoins, avant ce point, l'eau et le

dioxyde de carbone sont chassés Lorsque le mélange ar-

rive au voisinage de la région la plus chaude, une partie

du mélange interbroyé des matériaux fond et des réactions-

chimiques se produisent entre les constituants du méLange de départ Au cours de ces réactions, de nouveaux composés

sont formés Après avoir passé par la région la plus chau-

de, les composés fusionnent et forment du "mâchefer" ou analogue Le mâchefer est ensuite déchargé dans une forme quelconque de refroidisseur Une fois froid, le mâchefer

est mélangé avec une quantité de gypse soigneusement do-

sée et le mélange est broyé en poudre très fine Cette pou-

dre très fine constitue le ciment portland du commerce.

Les fours rotatifs varient en longueur et en diamètre Ils tournent lentement (un tour en une à deux minutes ou plus) et, comme ils sont Légèrement inclinés, la charge descend lentement vers l'extrémité chaude du

four Comme il est chauffé à partir de son extrémité infé-

rieure, un four rotatif a ses températures les plus éle-

vées dans une zone relativement étroite du four, la tempéra-

ture décroissant progressivement vers l'extrémité supérieu-

re Jamais l'ensemble du mélange dans le four rotatif,

même dans la zone la plus chaude, ne devient fondu On a be-

soin de matériaux réfractaires spéciaux, spécialement pour la zone très chaude à l'extrémité inférieure et une fois que

le four est allumé il doit rester continuellement-en fonc-

tionnement, sans quoi le matériau réfractaire coûteux serait endommagé par les chocs thermiques lors du refroidissement et du réchauffement Si l'on essayait de faire fonctionner un four rotatif au-dessus de sa gamme de températures de

fonctionnement normales, il en résulterait qu'une forte pro-

portion du mélange introduit deviendrait liquide à un cer-

tain moment et s'écoulerait hors du four de manière incon-

trôlée Cela causerait également de graves dommages aux

matériaux réfractaires, à l'enveloppe du four et au refroi-

disseur de mâchefer.

Généralement un four rotatif est chauffé en brû-

lant un combustible fossile à son extrémité inférieure, tan-

dis que les gaz de combustion très chauds circuleraient dans le four en remontant L'énergie thermique est transférée par contact direct aux matériaux introduits qui descendent et

également de façon indirecte en chauffant la garniture ré-

fractaire Comme les matériaux introduits sont séchés, chauffés et partiellement calcinés par les gaz très chauds, une partie des particules les plus fines se rassemble et

est transportée hors du four sous forme de poussière de four.

La poussière du four contient habituellement cer-

tains corps alcalins, surtout sous la forme de composés de sodium et de potassium, car on les trouve habituellement dans les matières premières introduites et également dans

le charbon utilisé comme combustible Egalement les matiè-

res premières et le combustible contiennent souvent du sou-

fre qui se volatilise et entre dans le courant gazeux o il se combine habituellement avec la chaux et les alcalis pour former des sulfates La poussière du four est d'abord renvoyée au four, mais finalement son niveau alcalin ou de sulfate devient tellement élevé qu'elle ne convient pas pour fabriquer du ciment et qu'il faut l'écarter Ceci présente un problème pour les déchets Les composés de soufre qui ne se combinent pas avec les alcalis ou avec la chaux sont

évacués avec les gaz de fumée S'il y a des quantités suffi-

samment importantes de soufre, d'alcali ou d'autres matiè-

res en particules, le courant du gaz de fumée peut devenir inacceptable pour l'environnement et exiger un traitement

pour satisfaire aux normes des rejets.

En bref le procédé à four rotatif communément em-

ployé pour fabriquer du ciment portland exige un gros inves-

tissement en capital et ne correspond pas à un appareil thermiquement efficace En outre le four doit rester en état et

de chauffe, une fois qu'il a été allumér/continuer à fonc-

tionner, à moins de l'arrêter d'une manière prédéterminée, car les chocs thermiques qu'il subit lors du refroidissement endommageraient ses matériaux réfractaires et son enveloppe,

qui sont très coûteux.

Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique apparen-

té N O 4 213 791 on décrit un procédé pour produire du ciment

portland et d'autres ciments hydrauliques dans un four é-

lectrique, en éliminant de la sorte l'utilisation d'un four rotatif Une caractéristique importante du procédé décrit dans le brevet des EtatsUnis d'Amérique n 4 213 791 est la possibilité d'utiliser une grande variété de matières premières incluant les matières calcaires et argileuses qu' on rencontre dans la nature aussi bien que des sousproduits de procédés industriels, que ces matières se trouvent à

l'état fondu ou pulvérulent ou solides et non pulvérulentes.

Des installations utilisant la conception du brevet sus-

mentionné sont nettement moins coûteuses qu'un four rotatif

classique et leur taille peut être considérablement rédui-

te, ce qui permet de construire les installations en des en-

droits plus rapprochés du point d'utilisation des ciments,

donc en réduisant Les frais d'expédition De plus Les ins-

tallations utilisant Le procédé du type décrit dans le bre-

vet des Etats-Unis d'Amérique N O 4 213 791 peuvent être mi-

ses au repos dans des conditions telles que l'installation sera complètement arrêtée sans endommager l'équipement uti- lisé avec Le procédé Cela fournit en outre la possibilité

de choisir l'appareil permettant le séchage, le préchauffa-

ge et la calcination avec le meilleur rendement énergétique, cet appareil étant celui disponible qui convient au mieux

aux matières premières du ciment.

Il s'est avéré que lors de la mise en oeuvre du

procédé décrit dans Le susdit brevet des Etats-Unis d'Amé-

rique N O 4 213 791, on obtient un avantage appréciable si

le four est revêtu d'un matériau de garniture ayant la com-

position ou pratiquement la même composition que celle du

ciment désiré Spécifiquement, dans une mise en oeuvre pré-

férée du procédé telle que défini de façon générale dans le

brevet N O 4 213 791, un bain fondu est maintenu dans une ca-

vité à l'intérieur du four qui est revêtu du ciment désiré,

le bain fondu ayant pratiquement la même composition chimi-

que que le ciment désiré Des matériaux d'apport appropriés sont introduits dans la cavité avec Les matières premières dans des proportions qui conviennent, par une combinaison

chimique, à produire le ciment désiré Le bain fondu est suf-

fisamment chauffé dans la cavité pour permettre aux compo-

sants de se liquéfier et de se combiner chimiquement dans le bain, le chauffage étant effectué grâce à de l'énergie

électrique Le bain fondu est extrait de la cavité périodi-

quement ou de façon continue, et refroidi Le refroidisse-

ment du bain fondu extrait est réglé pour solidifier le bain

et en faire une substance qui présente la composition chimi-

que et les propriétés du ciment port Land ou hydraulique dé-

siré.

On a découvert et développé maintenant des améLio-

rations supplémentaires et des modes de réalisation préférés du procédé décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n O 4 213 791 Lesdites améliorations comportent: 1 la modalité suivant laquelle le bain est extrait

du four et refroidi pour fournir régulièrement un ciment hy-

drau Lique ayant la composition désirée;

2 la manière suivant laquelle la matière premiè-

re destinée à produire le ciment alimente le bain fondu maintenu en l'état dans le four; 3 l'appareil et la manière suivant laquelle le

bain est chauffé par voie électrique, incluant-la maniè-

re particulière dont les chalumeaux à arc à plasma utilisés dans le mode de réalisation préféré du procédé sont montés à l'intérieur du four et sur celui-ci; 4 La manière suivant laquelle le revêtement de garniture dans le four est réalisé et maintenu, y compris en coopération avec le volume et le rapport des matières premières introduites dans le four;

5 la manière suivant laquelle le rapport des ma-

tières premières alimente le four pour maintenir les propor-

tions convenables de calcium et de silice dans le bain fon-

du qui forme finalement le ciment ayant la composition dé-

sirée; et 6 la manière suivant laquelle un gaz destiné à être utilisé dans les chalumeaux électriques particuliers

est produit dans le système et alimente finalement les cha-

lumeaux de manière à éviter que des gaz nocifs ne passent

dans l'atmosphère.

Ces avantages ainsi que d'autres apparaîtront par

la description détaillée ci-après, en insistant particuliè-

rement sur les figures des dessins ci-annexés qui font par-

tie de la présente spécification, dessins dans lesquels les

mêmes nombres et lettres se réfèrent aux mêmes parties cha-

que fois qu'on les rencontre.

Sur les dessins: la figure 1 est une vue en perspective d'ensemble de l'appareil,

la figure 2 est une section longitudinale du four effec-

tuée suivant la ligne 2-2 de la figure 1, certaines parties étant omises;

la figure 3 est une coupe transversale partielle effec-

tuée sensiblement le long de la ligne 3-3 de la figure 1 et montrant plus en détail la sortie du gaz; la figure 4 est une vue partiellement en coupe montrant le poussoir d'alimentation; la figure 5, une coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 4, montrant plus en détail l'organe à croisillon; la figure 6, une vue en perspective, partiellement coupée, du couloir d'évacuation ou transporteur du four;

la figure 7, une coupe, partiellement arrachée et effec-

tuée suivant la ligne 7-7 de la figure 6, du couloir d'é-

vacuation; la figure 8, une coupe effectuée suivant la ligne 8-8 de la figure 7; la figure 9, une vue éclatée de la plaque de masse et des moyens de connexion d'un chalumeau de four; la figure 10, une coupe de la chemise refroidie par eau, effectuée autour du trou de coulée; la figure 11, une vue en plan suivant la ligne 11-11 de la figure 10;

la figure 12, une vue du dessusd'un four modifié compor-

tant une multiplicité de chalumeaux d'alimentateurs et de trous de coulée;

la figure 13, une coupe suivant la ligne 13-13 de la fi-

gure 12;

la figure 14, une vue en plan pour un autre mode de réali-

sation possible du four;

la figure 15 est une coupe avec élévation, pour un au-

tre mode de réalisation possible du four, utilisant un arc électrique comme source de chaleur; la figu re 16 est une vue du dessus, partiellement coupée, du four représenté sur la figure 15; la figure 17 est une coupe simplifiée d'un chalumeau à

arc à plasma qui fonctionne dans le mode à transfert.

Comme le ciment portland est le plus représenta-

tif de tous les ciments hydrauliques, on décrira le procédé appliqué à la production de ciment portland Mais on doit admettre qu'en faisant varier les matières premières et les

proportions, on pourrait produire d'autres ciments hydrau-

liques.

Au démarrage de L'installation, les matières pre-

mières alimentent le four dans des proportions réglées de façon à fournir les composants dans le rapport convenable

nécessaire pour la production de ciment portland Les ma-

tières alimentant initialement le four sont chauffées pour

former un bain fondu dans le four Ainsi qu'il a été remar-

qué ci-dessus, un aspect important d'un mode de réalisation préféré du présent procédé consiste à établir un bain fondu qui forme sa propre garniture ou "croûte" de revêtement ou

coquille à l'intérieur du four, qui sert de matériau ré-

fractaire pour protéger l'enveloppe du four Par conséquent,

dans un mode de réalisation préféré, les composants alimen-

tent le four dans des proportions qui déterminent la cons-

titution chimique nécessaire du ciment portland et permet-

tent la formation d'une garniture ou d'une croûte pour L'

enveloppe du four.

Une fois que le bain fondu et la croûte sont éta-

blis dans le fours les matières premières à introduire sont

ajoutées de façon continue dans le bain dans les propor-

tions convenables Ces matières premières peuvent être fon-

dues ou solides et, lorsqu'elles sont sous la forme solide, elles peuvent être pulvérulentes ou nodulaires Egalement elles peuvent se trouver à la température ambiante ou on peut les préchauffer ou même les précalcinero Lorsqu'elles sont nodulaires, la limite supérieure pratique de grosseur

est déterminée d'avance, de sorte que les nodules ne gêne-

ront pas le fonctionnement du four ni de son équipement d alimentation A cet égard le bain prend des températures

élevées, de sorte que toutes les matières qui y sont intro-

duites atteignent finalement l'état fondu.

L'une des matières premières d'alimentation doit inclure une source de chaux qui est de l'oxyde de calcium

(Ca O) Une source de chaux habituelle et pratique est cons-

tituée par la pierre à chaux, qui contient surtout du car-

bonate de calcium (Ca C 03) Lorsqu'il est chauffé à 900 C environ, ce composé se décompose en chaux (Ca O) et en gaz carbonique (C 02) lequel, étant gazeux, peut s'échapper dans l'atmosphère ou bien, ainsi, qu'il sera exposé par la suite, on peut l'utiliser dans le procédé La pierre à chaux peut être préchauffée avant son introduction dans le four

pour chasser une partie ou la totalité du gaz carbonique.

Le préchauffage requiert moins de dépense d'énergie élec-

trique pour l'installation Bien que la pierre à chaux soit communément adoptée, d'autres matières calcaires existant dans la nature contiennent également de grandes quantités de carbonate de calcium et conviennent également bien pour être utilisées comme matières premières d'alimentation dans le présent procédé Ces matières comprennent l'aragonite, la craie, la marne, la pierre de ciment ou les coquillages

marins Normalement les matières calcaires existant natu-

rellement sont écrasées sous forme nodulaire pour être uti-

lisées dans le procédé, mais tous les fragments fins pro-

duits dans l'opération d'écrasement conviennent également comme matières premières d'alimentation et sont introduits dans le bain en même temps que les nodules, de préférence après avoir subi un préchauffage et une calcination, de

sorte que la chaux est essentiellement la matière d'alimen-

tation qui est introduite.

Les sous-produits de divers procédés industriels conviennent également pour être utilisés comme sources de chaux Par exemple certains résidus provenant d'épurateurs

de gaz de fumée contiennent une quantité de chaux considé-

rable La poussière de four est également bien appropriée; on la recueille normalement à la sortie des fours à ciment classiques et elle est riche en alcali et en soufre On

peut également utiliser du phospho-gypse ou du gypse natu-

rel, qui est essentiellement du sulfate de calcium (Ca 504)

comme source de chaux, mais il faut disposer de moyens con-

venables pour se débarrasser du gaz trioxyde de soufre ( 503), par exemple avec une production d'acide sulfurique

ou de soufre élémentaire.

Les matières premières d'alimentation doivent également inclure une source de silice (Si O 2) Une source

convenable de silice solide est constituée par des matiè-

res argileuses se rencontrant dans la nature, telles que

l'argile, les schistes, l'ardoise et le sable Ces maté-

riaux solides sont facilement réduits en fragments fins ou en nodules s'ils ne se trouvent pas déjà dans cet état et ils sont introduits ainsi dans le bain fondu, que ce soit

à la température ambiante ou de préférence préchauffés Cer-

taines cendres volantes et également des cendres de charbon présentent une forte proportion de silice et peuvent être

introduites dans le bain fondu, en l'état ou préchauffées.

Une autre source de chaux et de silice à la fois est le silicate de calcium (Ca O, Si O 2) qu'on trouve dans

le laitier provenant de nombreux processus industriels.

Par exemple les haut-fourneaux utilisés pour fabriquer de l'acier produisent une grande quantité de laitier Ceci

est vrai aussi pour certains procédés utilisés pour ex-

traire le phosphore des roches contenant du phosphate de calcium et pour d'autres procédés utilisés pour fondre le

minerai de chrome Le laitier est naturellement initiale-

ment à l'état fondu et habituellement on le coule dans cet état pour produire un tas de scories qui s'accroît de plus en plus Jusqu'à présent on n'avait pas trouvé beaucoup d'utilisations pour les scories et en conséquence elles s'accumulaient La scorie peut être fragmentée pour prendre une configuration granulaire ou nodulaire et, après mélange en proportions convenables avec d'autres sources de chaux ou de silice, on l'introduit sous cette forme dans le bain

fondu à l'intérieur du four.

-Les besoins d'énergie du procédé de fabrication du ciment peuvent être sensiblement réduits si le laitier

est introduit dans le four électrique à son état initiale-

ment fondu A cet égard le silicate de calcium fond à en-

viron 1300 C et il faut une quantité de chaleur considé-

rable pour calciner la partie calcaire et élever le sili-

cate de calcium à cette température Ceci est possible pour-

vu que l'installation de fabrication du ciment soit assez

proche du système industriel fournissant le laitier.

Comme les fours nécessaires pour le présent procédé sont relativement petits et de faible prix en comparaison d'une

installation de four rotatif classique, ceci est possible.

Les matières premières d'alimentation, en plus d'une source de chaux et d'une source de silice, peuvent

également inclure une source d'alumine, c'est-à-dire d'oxy-

de d'aluminium (A 1203), bien que la quantité d'alumine qui est utile soit considérablement inférieure à la quantité de chaux ou de silice Souvent on trouve la silice et l'alumi-

ne ensemble dans la nature, aussi bien que dans les sous-

produits du genre scorie résultant de nombreux procédés industriels, de sorte que bien souvent la source de silice

servira également de source d'alumine.

De plus les matières premières d'alimentation peuvent contenir un flux servant à abaisser la température à laquelle se produiront les réactions chimiques désirées

dans le bain fondu du four Jusqu'à un certain point l'alu-

mine sert de flux aussi bien que de composé important pour le ciment Un autre flux assez-commun est l'oxyde de fer (Fe 203) qu'on trouve, comme l'alumine, dans de nombreuses substances argileuses aussi bien que dans des sous-produits industriels du genre laitier et qui est également utile pour absorber toute la chaux en excès dans les mélanges de

ciment.

D'autres matières apparaissent souvent en peti-

tes quantités dans les diverses matières d'alimentation.

Celles-ci incluant, sans y être limitées, les composés des alcalis, sodium et potassium, et du soufre, du titanes du magnésium, du manganèse, du phosphose, du baryum et du strontium Si elles existent en trop grande quantité elles peuvent être nuisibles pour le ciment obtenu Ceci est particulièrement vrai pour les composés alcalins et du phosphore. Dans le bain du four les matières d'alimentation se combinent chimiquement, de sorte que le bain fondus

lorsqu'il est extrait et refroidi, comportera des propor-

tions adéquates de silicate tricalcique ( 3 Ca O, Si 02), de

silicate dicalcique ( 2 Ca O, Si O 2) et d'aluminate tricalci-

que ( 3 Ca, A 1203), et de tous autres composés nécessaires pour le ciment désiré A cet égard la composition chimique

des matières d'alimentation doit être connue et ces ma-

tières doivent être proportionnées de façon que le bain

fondu dans Le four électrique acquière La composition chimi-

* que nécessaire pour Les ciments port-land ou autres dési-

rés Norma Lement L'obtention de la proportion voulue est obtenue par un dosage ou pesage des matières d'alimentation avant de les introduire dans le four Bien que-Les matières d'alimentation puissent contenir des composés en dehors de la chaux, de La silice et de l'alumine, un grand nombre de celles-ci se transforme en gaz au cours du préchauffage ou sous La chaleur intense développée par le four Par exemple, lorsque le carbonate de calcium (Ca CO 3) constitue La source

de chaux et que le carbonate n'est pas calciné dans un ap-

pareil séparé, on peut utiliser Le four électrique pour chasser le gaz carbonique ou dioxyde de carbone (C 02) en

Laissant la chaux (Ca O) Le four électrique est particuliè-

rement efficace pour volatiliser les alcalis, le phosphore et d'autres composés dans Les matières d'alimentation à

cause de la forte chaleur concentrée dans le bain, en Lais-

sant habituellement seulement des traces de ces composés

dans le produit final, ces traces étant acceptables Egale-

ment les composés chassés sont susceptibles d'une récupéra-

tion facile et économique D'autres composés non liants peu-

vent apparaître dans le produit final et n'affectent pas le ciment de manière significative La chaux libre doit être

maintenue au minimum et dans des limites acceptables.

Ainsi qu'il Va été indiqué précédemment dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, le bain fondu contenu dans le four est enfermé à l'intérieur d'une "croûte" formée par la même matière que le bain fondu

Lui-même La croûte sert de garniture réfractaire effec-

tive pour le four Ainsi le bain protégé par la croûte et formé par la même matière ne laissera pas le bain fondu

se contaminer par la garniture réfractaire ou ne provoque-

ra pas d'endommagement de cette garniture A cet égard les briques réfractaires classiques contiennent du magnésium et d'autres éléments qui, s'ils étaient introduits dans le

bain fondu, détérioreraient la qualité du ciment produit.

Le bain fondu, étant donné sa température extrêmement éle-

vée qui peut approcher de 16500 C, mais qui est habituelle-

ment plus proche de 1500 C suivant les matières d'alimen-

tation, réagira parfois avec Les matières réfractaires

connues Il s'ensuivrait une érosion des matières réfrac-

taires et une contamination du bain fondu Or non seu Le-

ment la formation de croûte évite en fait Les problèmes

d'érosion et de contamination qui résulteraient de la for-

mation du bain fondu en contact avec les matériaux réfrac-

taires classiques, mais de plus cela évite les problèmes

de démarrage et d'arrêt associés aux produits réfractai-

res classiques Une fois que la garniture réfractaire d'un four à ciment classique est amenée à la température de fonctionnement du four, ce dernier ne peut être refroidi sans risque d'endommagement de la garniture réfractaire, car les matières réfractaires classiques ne résisteront

pas aux chocs thermiques répétés qui accompagnent le refroi-

dissement et le réchauffement par rapport aux températures extrêmement élevées nécessaires pour la production du ci-

ment portland.

Si une ou p Lusieurs des matières d'alimentation sont pulvérulentes, il sera nécessaire de régler l'allure de l'alimentation pour empêcher qu'il ne se produise une chute brutale de chaleur dans certaines régions du bain fondu à cause des caractéristiques de transfert de chaleur

rapides des particules fines en jeu.

Chaque fois que la composition chimique des ma-

tières d'alimentation est tel Le qu'il existe des quantités

exagérées d'alcali, de sulfate ou de phosphate non vapori-

sés, le four est équipé d'un toit et d'un système d'évacua-

tion, de sorte que ces gaz provenant du bain fondu peuvent être condensés et recueillis D'autres composés gazeux peuvent être absorbés par d'autres procédés, simultanément pour la récupération ou le rejet Ainsi on élimine toutes les matières indésirables pour L'environnement qui se

trouveraient dans les gaz produits avant qu'ils soient re-

jetés dans L'atmosphère.

C'est par l'intérieur de La région du bain fondu homogène que Le four est vidé on laisse refroidir le bain

fondu, qui sort de manière contrôlée pour former un laitier.

Le refroidissement doit être réglé de façon à assurer une

formation convenable du composé, qui soit cependant suf-

fisamment rapide pour empêcher le silicate dicalcique en phase beta de venir en phase gamma Ce dernier s'effrite ou devient une "poussière" et n'est pas liant du genre ci- ment.

La chaleur extraite du laitier dans le refroi-

disseur peut être recueillie et réutilisée Par exemple la chaleur recueillie peut être transférée à un préchauffeur

dans lequel elle sert à préchauffer les matières d'alimenta-

tion passant à travers lui Ceci est obtenu au mieux en

faisant passer de l'air chauffé, qui est évacué du refroi-

disseur, dans le préchauffeur Ou bien on peut l'utiliser comme air de combustion préchauffé si l'on emploie une source d'énergie à combustible fossile pour préchauffer les

matières d'alimentation.

Lorsqu'il quitte le refroidisseur, le laitier est expédié à un acheteur ou bien stocké Finalement le laitier est écrasé et broyé en poudre fine qui convient pour être

utilisée comme ciment.

La nature générale du procédé et de l'appareil de la présente invention va être maintenant décrite en se référant à la figure 1 du dessin Ainsi qu'on voit sur la figure 1, l'appareil comprend un four 10 comportant un chalumeau à arc à plasma Le four est représenté de façon à permettre à un surveillant d'observer directement ou électroniquement le trou de coulée, comme il sera décrit plus loin, aussi bien que la torche à arc à plasma, qu'on décrira également plus loin Dans un mode de réalisation préféré, dans lequel les matières premières sont solides, on les déverse d'en haut grâce au nombre voulu de caissons

d'alimentation, par exemple des caissons 20 et 22 commu-

niquant avec l'alimentateur 26 dans des proportions conve-

nables pour obtenir la composition chimique essentielle du ciment portland Une alimentation bien proportionnée des matières premières est chargée dans l'intérieur du four, par un mécanisme 30 à poussoir d'alimentation, en dessous du bain fondu, également comme ceci sera décrit plus en détail par la suite en se référant plus spécifiquement aux

figures 4 et 5 des dessins.

La chaleur nécessaire pour former et maintenir le bain fondu dans le four est fournie par un chalumeau à arc à plasma 40 conçu pour fonctionner dans le mode à arc trans- féré Ces chalumeaux sont décrits de manière générale dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 3 673 375 et 3 194 941 Les chalumeaux et leur mode de fonctionnement dans la mise en oeuvre de l'invention seront décrits plus complètement par la suite en se référant spécifiquement aux figures 2, 9 et 17 Une fois que le bain fondu aura atteint

la constitution chimique du ciment désiré, ce qui est l'ob-

jet d'une réaction pratiquement instantanée, il est éva cué du four par le trou de coulée 50 sur un transporteur 60

en fonte, dans lequel le bain subit un refroidissement con-

trôlé pour fournir un ciment ayant la constitution chimique désirée. On traitera maintenant des parties et éléments spécifiques essentiels de l'appareil Si l'on se reporte à la figure 2, on voit que l'intérieur du four inclut le

bain fondu 14, la garniture ou croûte 16 qui a la même-cons-

titution chimique que le bain fondu et l'enveloppe de four 18 construite en acier La garniture ou croûte peut être le

seul revêtement du four Néanmoins il peut être parfois pré-

férable d'avoir une garniture réfractaire classique, rela-

tivement mince, adjacente à l'enveloppe-du four, pour le démarrage Le toit 17 du four qui est également revêtu d'

une matière réfractaire, n'ayant pas nécessairement la mê-

me constitution que le bain fondu, est maintenu de préfé-

rence approximativement à 1,5 m au-dessus du bain fondu.

On a trouvé que la distance entre le bain fondu et le toit

du four est relativement critique en ce sens que la distan-

ce doit être suffisamment grande pour permettre à des oxydes métalliques tels que l'oxyde ferrique de se refroidir et de condenser avant d'atteindre Le niveau du toit S'il n'en était pas ainsi, les oxydes ferriques et analogues non condensés provoqueraient une corrosion dommageable dans la matière réfractaire du toit, ce qui à son tour altérerait

la composition du ciment.

De plus le capteur 15 est positionné à l'intérieur

de la matière réfractaire de garniture qui a la même consti-

tution que le bain fondu Le capteur dans la garniture est utilisé comme moyen pour maintenir et régler l'épaisseur de la garniture Si la température, telle qu'indiquée par le capteur, monte au-dessus d'un niveau critique pour lequel

la garniture commencera à se dissoudre à cause d'une tempé-

rature si élevée, ou bien si la température diminue jus-

qu'à ce que le revêtement continuera à s'accumuler et ceci aux dépens de la garniture de la cavité du bain fondu, une opération de correction sera entreprise Dans un mode de réalisation préféré le capteur peut être solidarisé du moyen d'alimentation du four Si le capteur indique que le

revêtement de garniture est trop chaud, l'alimentation se-

ra accrue, ce qui refroidit effectivement le bain:fondu et le revêtement Si le capteur indique que le revêtement est

trop froid, l'alimentation peut être diminuée, ce qui aug-

mente effectivement en peu de temps la température du bain fondu et donc du revêtement Suivant une autre solution possible, le capteur peut provoquer l'écoulement d'eau de refroidissement ou le fonctionnement de moyens analogues, grâce à une chemise convenable placée entre l'enveloppe 18 du four et le revêtement 16 et non représentée; soit pour augmenter, soit pour diminuer la température du revêtement

de garniture.

Comme on voit également sur la figure 2, les

matières premières convenablement proportionnées pour obte-

nir la composition du ciment portland sont amenées par le

mécanisme 30 à poussoir au bain fondu, soit de façon in-

termittente, soit de façon pratiquement continue, en des-

sous du niveau libre du bain Bien qu'il soit possible d'a-

mener les matières premières-à la surface du bain fondu,

on a trouvé qu'il était avantageu(et préférable, particu-

lièrement lorsqu'il arrive des matières finement divisées, de les amener en dessous du niveau libre du bain Ceci

évite les conséquences indésirables, notamment le tamponne-

ment des passages essentiels des chalumeaux à arc à plasma

si on Les utilise comme source de chaleur ou bien, autre-

ment, élimine Les problèmes dus à L'accumu Lation ou à la décantation des matières premières finement divisées dans

des régions o elles ne sont pas désirables et sont même nui-

sibles Les détails du mécanisme d'alimentation en dessous

de La surface libre sont représentés au mieux sur les fi-

gures 4 et 5 En se reportant à La figure 4, la matière d'a-

limentation arrive à partir de caissons d'alimentation 20

et 22 à l'alimentatew 26, mû par un moteur électrique clas-

sique 27, au mécanisme à poussoir 30 Le mécanisme à pous-

soir inclut un dispositif 34 actionné par l'air ou par

voie hydraulique, qui agit sur le poussoir 32 et l'entraî-

ne Le poussoir 32 chasse la matière d'alimentation fournie par l'alimentateur 26 dans le bain fondu 14 à un rythme périodique, comme il est nécessaire pour maintenir l'allure d'alimentation correcte On a déterminé qu'il est possible et souhaitable parfois de régler le rapport des matières d'alimentation amenées dans le bain fondu en se basant sur la résistivité électrique du bain Ainsi on a établi que

la résistivité électrique du bain est directement propor-

tionnelle au rapport du calcium et de la silice dans le bain fondu Si la résistivité électrique change à partir

d'un niveau sensiblement admissibles le mélange de l'alimen-

tation de calcium avec l'alimentation de silice est réglé de manière automatique dans le système d'alimentation, de façon à s'adapter à la variation de résistivité Un autre

procédé pour régler la qualité du mélange peut être com-

modément adapté en incluant un mécanisme d'essai aux ra-

yons X en série, non représenté, qui détermine et modifie le rapport des matières d'alimentation calcium silice

qui sont introduites-dans le bain.

En se référant à nouveau spécifiquement au méca-

nisme à poussoir 30, on voit que dans le mécanisme il est inclusun organe à croisillon 36 Ainsi qu'on voit au mieux sur Les figures 4 et 5, le poussoir 32 du mécanisme à

poussoir 30 a une dimension sensiblement inférieure au pas-

sage d'alimentation 31 On a trouvé que ceci était souhai-

table pour éviter un bourrage L'organe à croisillon 36, placé dans Le passage 31, inclut des parties de voile ou vo Lets, horizontaux et verticaux 37 et 37 a, Le poussoir 32 passant par une ouverture du voile comme on voit sur la

figure 5 Le poussoir 32 pousse La charge amenée par l'a Li-

mentateur 26 dans le bain fondu et Lors du retour les vo- lets 37 et 37 a "nettoient" le poussoir en le débarrassant du bain solidifié, ce qui facilite la charge intermittente

suivante Des pièces d'alignement 39 sont prévues pour main-

tenir l'alignement du poussoir 32 avec l'organe à croisil-

Lon 36 Comme on voit également au mieux sur la figure 5,

le passage d'alimentation 31 est refroidi par de l'eau.

L'eau passe au travers de l'entrée 38 a dans un passage d'eau 38 et sort par la sortie 38 b Comme on voit sur les figures 1,2 et 4, le mécanisme à poussoir est placé sous

un certain angle d'inclinaison par rapport au bain fondu.

Ceci est extrêmement avantageux pour empêcher le bain de refluer dans l'alimentateur et pour obtenir un chargement

régulier, continu et intermittent, sans bourrage.

La figure 2 montre encore le chamuleau 40 à arc à plasma utilisé pour obtenir la chaleur nécessaire pour le four Ainsi qu'on voit sur la figure 2, le chalumeau

est levé et abaissé par rapport au four par le mécanis-

me 44 A l'intérieur du four le chalumeau peut être dépla-

cé en utilisant le mécanisme désigné d'une façon générale par le repère 46 en combinaison avec le mécanisme 44 afin de diriger le chalumeau,dans l'intérieur du four, soit vers

le mécanisme d'alimentation 30, soit vers le trou de cou-

lée 50, soit dans une position intermédiaire.

Les chalumeaux à arc à plasma sont connus, comme il a été dit plus haut et ne constituent pas une partie en soi essentielle de la présente invention Néanmoins jusqu' ici les chalumeaux à arc à plasma n'ont pas été utilisés

pour la fabrication des ciments et ils sont uniques et uti-

les dans le procédé et l'appareil qu'on est en train d'ex-

poser Une coupe transversale simplifiée d'un chalumeau à arc transféré est représentée sur la figure 17, à titre d'illustration En se reportant à la figure 17, on voit que le chalumeau fonctionnant dans le mode à arc transféré inc Lut une électrode 80, un collimateur 82, un générateur

de tourbillon 84 pour fournir un gaz d'alimentation, un mo-

yen d'entrée d'eau 86 pour refroidir le mécanisme de chalu-

meau et un moyen de sortie d'eau 88 pour extraire l'eau de circulation Le moyen d'entrée de gaz 83 alimente en gaz le

générateur de tourbillon entre l'électrode 80 et le col-

Limateur 82 En outre, comme partie essentielle du chalu-

meau à arc à plasma, comme on voit au mieux sur les figu-

res 2 et 9, il faut inclure une masse 85, qui a générale-

ment pratiquement la forme de la sole du four pour rece-

voir l'arc transféré de L'électrode 80, un élément 87 pour relier à la masse le conducteur négatif de la source

d'énergie électrique de façon à faire fonctionner le chalu-

meau et un séparateur 89 reliant à la masse 85 L'élément-

87 En fonctionnement l'arc de l'électrode 80 est transfé-

ré à la masse 85 Pour autant que le bain fondu soit suffi-

samment conducteur, il acceptera l'énergie électrique portée par l'arc et permettra à l'arc d'atteindre la masse 85 et

le conducteur négatif de l'alimentation d'énergie, en com-

p Létant ainsi le circuit électrique.

Pour le fonctionnement du chalumeau à arc à

plasma, il est nécessaire d'avoir de l'eau pour refroi-

dir le chalumeau Comme on voit sur la figure 1, l'eau de refroidissement est amenée par l'entrée d'eau 86 et

évacuée par la sortie d'eau 88 De p Lus du gaz doit alimen-

ter le chalumeau et spécifiquement le générateur de tour-

bi L Lon 84 Le gaz est ionisé entre le générateur de tour-

billon et le collimateur, comme on l'admet généralement La

plupart du temps les chalumeaux à arc à plasma sont a Li-

mentés en air comme gaz générateur de tourbillon Néan-

moins, dans un four de production du ciment, la quantité d'air requise par le chalumeau est importante et produit, au cas o l'air est le gaz tourbillonnaire, des gaz NO x substantiels Or ces gaz, avec leur quantité produite dans un appareil du type essentiel dans un four de production de ciment,-peuvent polluer l'environnement En conséquence, dans un mode de réalisation préféré, le gaz générateur de tourbillon est du gaz carbonique produit in situ dans le

four, résultant d'une précalcination incomplète de l'ali-

mentation de chaux arrivant au four Ainsi le gaz carbo-

nique est produit à l'intérieur du four et, comme on

voit au mieux sur la figure 3 il est évacué par la sor-

tie de four 11 et amené par le conduit 13 au séparateur 41 Le gaz carbonique alimente ensuite 9 après avoir été mis sous pression dans la pompe " 1 Pl' le générateur de tourbillon 84 du chalumeau 40 Suivant une autre solution, dans le cas o le chalumeau est alimenté en air, les gaz

NO sont évacués par le conduit 15, passent par le sépara-

teur 41, puis sont amenés à une installation convenable de nitrique

production d'acide/ non représentée.

Comme on voit également sur la figure 2, le four inclut un moyen 50 à trou de coulée Il est essentiel que

le trou de coulée à l'intérieur du four se trouve sensi-

blement au niveau du bain fondu 14 et comporte de préféren-

ce un passage vers le bas sous un angle theta menant à une extrémité d'évacuation hors du four La formation du trou de coulée et l'entretien de ce dernier sont critiques pour permettre l'extraction intermittente ou continue du bain

ayant la constitution chimique convenable du ciment-Port-

land provenant du four Afin de maintenir le trou de cou-

lée avec sa conformation convenable, comme on voit au mieux

sur les figures 1 et 2, la région entourant le trou de cou-

lée est composite et inclut des passages 52 et 56, refroi-

dis par eau, qui entourent le trou de coulée Ces passages refroidis par eau règlent et maintiennent la température

essentielle nécessaire à l'extraction continue ou intermit-

tente du bain O Ainsi qu'il est représenté, le dispositif de refroidissement par eau 52 et 56 inclut respectivement des entrées 52 a et 56 a et des sorties 52 b et 56 b La forme interne des passages refroidis par eau se voit au mieux sur les figures 10 et 11, sur lesquelles on n'a représenté qu' un de ces passages Mais on comprend que les deux passages ont la même construction Ainsi qu'on voit, les passages d'eau incluent des chicanes espacées 55 et 55 a qui procurent

un écoulement d'eau sinueux autour des chicanes en produi-

sant un refroidissement efficace.

Le bain fondu provenant du trou de coulée 50 est évacué vers le transporteur 60 représenté au mieux sur les figures 6, 7 et 8 Le transporteur en fonte 60 est indépendant du corps enveloppe 62 Le transporteur 60 est amené à vibrer grâce à l'organe moteur vibrant 64 sur un système de ressorts à secousses 63 afin de faciliter le mouvement du bain évacué depuis la t 8 te du transporteur 60

jusqu'à l'extrémité d'évacuation Le transporteur est pla-

cé, également pour faciliter l'évacuation du laitier, sur

un châssis 66 sous un angle descendant alpha Le transpor-

teur 60 est refroidi par eau, grâce au passage à eau 64.

L'eau arrive par l'entrée 65 et est évacuée par la sortie 67 Il est essentiel d'avoir un refroidissement contr 8 lé

afin d'obtenir des scories comportant une formation conve-

nable de cristaux et ayant la constitution chimique conve-

nable pour le ciment Portland désiré Afin de faciliter encore le refroidissement convenable et la croissance des

scories, de l'air comprimé peut être fourni par le con-

duit 69 et les doigts 69 a à la t 8 te du transporteur 60.

Le four représenté sur la figure 1 a une capaci-

té relativement petite Lorsque la capacité du four doit être accrue, il est préférable de construire le four comme

représenté sur les figures 12 et 13 Ainsi, comme représen-

té, les constituants essentiels du four des figures 12 et 13 sont les mêmes que dans la conception de la figure lo Néanmoins le four a une forme rectangulaire et utilise une

multiplicité de chalumeaux 40 à plasma montés dans les pa-

rois latérales du four au lieu d'9 tre montés dans son toit.

De plus le four comporte une multiplicité de trous de cou-

lée 50-, les chalumeaux à plasma étant placés directement au travers des trous de coulée, afin de faciliter la mise en direction du canon vers le trou de coulée suivant les besoins pour accroître le débit du four Dans le mode de

réalisation représenté sur les figures 12 et 13, les pous-

soirs d'alimentation pour amener la matière en dessous de

la surface du bain fondu sont placés du m 8 me c 8 té et en-

dessous des chalumeaux 40-

La figure 14 montre une autre disposition Le four de la figure 14 est semblable à celui de la figure

12, mais il a une capacité plus petite et une forme sensi-

blement carrée O Deux chalumeaux à arc à plasma ont été utilisés et placés sur les parois latérales opposées du four, de même que les trous de coulée Un four, dont la conception est du type représenté sur la figure 14, peut être avantageux pour régler la température du bain fondu dans le four et faciliter l'évacuation Les mécanismes d'alimentation 30 ne se trouvent pas dans les mêmes parois

que le trou de coulée ou les chalumeaux à plasma.

Comme on voit sur la figure 12, les trous de coulée sont équipés de transporteurs séparés 60 Mais il est possible d'avoir un seul transporteur qui s'étend sur la largeur de la paroi du four, la multiplicité des trous

de coulée débitant dans le transporteur unique.

Un autre mode encore de réalisation possible est représenté sur les figures 15 et 16 dans lesquelles, au

lieu d'utiliser un chalumeau à arc à plasma, le four élec-

trique utilisé est un four électrique à arc Des électro-

des 90 font saillie à l'intérieur de la cavité du four,

jusqu'à environ 2,5 cm de la surface du bain Le bain fon-

du est un conducteur relativement bon de l'électricité et le potentiel électrique qui est appliqué sur les électrodes

fait que le courant électrique passe au travers des inter-

valles d'air entre les extrémités des électrodes, par la surface du bain et aussi au travers du bain Dans ce mode

de réalisation, il est essentiel d'éviter que les électro-

des soient en contact avec le bain fondu, ce qui produirait la corrosion des électrodes et amènerait la composition des électrodes à passer dans le bain fondu, ce qui peut

être un obstacle à la production d'un ciment ayant la cons-

titution chimique désirée.

A nsi qu'il appara 5 tra au spécialiste, on peut apporter diverses modifications, tout en restant dans le

cadre de la description ci-dessus, ces modifications fai-

sant partie de la présente invention.

Claims (31)

REVENDICATIONS

1 Procédé pour produire un ciment hydraulique

tel que du ciment Portland, ledit procédé étant caractéri-

sé en ce qu'il comprend: le maintien d'un bain fondu à l'intérieur d'une cavité qui est revêtue d'un matériau ayant sensiblement la même composition chimique que le ciment désiré le bain fondu ayant également sensiblement la même composition chimique

que le ciment désiré ce qui fait que le bain n'est pas af-

fecté de façon désavantageuse par le matériau revêtant la cavité; l'introduction de matières d'alimentation appropriées dans le bain fondu à l'intérieur de la cavité, les matières

d'alimentation contenant des composes convenablement pro-

portionnés pour le ciment désiré;

le chauffage du bain fondu dans la cavité de façon suffi-

sante pour permettre que les matières d'alimentation soient à l'état fondu et se combinent chimiquement dans le bain

Fondu, le chauffage étant effectué par de l'énergie élec-

trique; l'extraction du bain fondu hors de la cavité et le refroidissement du bain extrait pour le solidifier en une substance solide qui a la construction chimique et les propriétés du ciment désiré

2 Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que les matières d'alimentation sont introduites

dans le bain fondu à la surface de ce dernier.

3 Procédé selon la revendication 19 caractéri-

sé en ce que les matières d'alimentation sont introduites dans le bain fondu en-dessous de la surface supérieure du

bain.

4 Procédé selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce qu'au moins une des matières d'alimentation se

trouve à l'état fondu.

Procédé selon la revendication 39 caractéri- sé en ce que l'énergie électrique est fournie par au moins

chalumeau à arc à plasma.

6 Procédé selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce que la température du revêtement de garniture est dé.

tectée et en ce que le revêtement est contrôlé et mainte-

nu en se basant sur la température détectée.

7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la matière d'alimentation du four est augmentée si la température dudit revêtement se trouve au-dessus

d'un niveau déterminé et diminuée si la température se trou-

ve en-dessous dudit niveau prédéterminé.

8 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la température du revêtement est réglée par des moyens d'échange de chaleur au cas o la température se

trouve au-dessus ou en-dessous d'un niveau prédéterminé.

9 Procédé selon la revendication 1, caractérisé

en ce que la résistivité électrique du bain fondu est sur-

veillée et en ce que, dans le cas o la résistivité se dé-

cale en dehors d'un niveau prédéterminé le rapport desdi-

tes matières d'alimentation est réglé pour atteindre à nou-

veau ledit niveau prédéterminé de résistivité électrique.

Procédé selon la revendication 5, caractéri-

sé en ce qu'il comprend le stade de l'introduction d'une matière d'alimentation comprenant du carbonate de calcium, la formation de gaz carbonique pendant le chauffage du bain fondu et de ladite matière d'alimentation à base de

carbonate de calcium, le recueil dudit gaz carbonique d'au-

dessus dudit bain fondu et l'amenée dudit gaz carbonique audit chalumeau à arc à plasma, comme gaz générateur de tourbillon.

11 Procédé selon la revendication 5, caractéri-

sé en ce que ledit chalumeau à arc à plasma est alimenté en air lorsque le gaz générateur de tourbillon et les gaz

NO sont récupérés sous forme de sous-produits et alimen-

tent une installation de production d'acide nitrique.

12 Procédé pour produire du ciment hydraulique

tel que du ciment portland, caractérisé en ce qu'il com-

prend: le maintien d'un bain fondu dans une cavité; l'introduction de matières d'alimentation appropriées dans le bain à l'intérieur de la cavité, les matières dt

alimentation contenant des composés convenablement pro-

portionnés pour le ciment désiré;

le chauffage du bain fondu dans la cavité de façon suf-

fisante pour permettre aux matières d'alimentation d'être à l'état fondu et de se combiner chimiquement dans le

bain, ledit chauffage étant effectué par au moins un cha-

lumeau à arc à plasma; l'extraction du bain fondu de la cavité et le refroidissement du bain extrait pour le solidifier

en une substance solide qui présente la constitution chi-

mique et les propriétés du ciment désiré.

13 Procédé selon la revendication 12, caracté-

risé en ce que les matières d'alimentation sont introdui-

tes dans le bain fondu à sa surface.

14 Procédé selon la revendication 12, caracté-

risé en ce que les matières d'alimentation sont introdui-

tes dans le bain en dessous'de la surface supérieure du bain.

Procédé selon la revendication 14, caractéri-

sé en ce que l'énergie électrique est fournie par une mul-

tiplicité de chalumeaux à arc à plasma.

16 Procédé selon la revendication 12, caractéri-

sé en ce que la résistivité électrique du bain fondu est surveillée et en ce qu'au cas o la résistivité se décale

hors d'un niveau prédéterminé, le rapport desdites matiè-

res d'alimentation est réglé pour atteindre à nouveau le-

dit niveau prédéterminé de résistivité électrique.

17 Procédé selon la revendication 12, caracté-

risé en ce qu'il comprend le stade de l'amenée d'une ma-

tière d'alimentation comprenant du carbonate de calcium, la formation de gaz carbonique pendant le chauffage du

bain fondu et de la matière d'alimentation à base de car-

bonate de calcium, le recueil dudit gaz carbonique d'au

dessus dudit bain et l'amenée du gaz carbonique audit cha-

lumeau à arc à plasma comme gaz générateur de tourbillon.

18 Procédé selon la revendication 15, caractéri-.

sé en ce que lesdits chalumeaux à arc à plasma sont ali-

menlés en air comme gaz générateur de tourbillon et en ce

que les gaz de NO O sont récupérés sous forme de sous-pro-

X

duits et alimentent une installation de production d'aci-

de nitrique.

19 Appareil pour produire du ciment, caractéri- sé en ce qu'il comprend: une enveloppe ( 18) comportant des parois latérales de façon à former une enceinte; un revêtement de garniture ( 16) situé dans l'enveloppe

et contenant une cavité débouchant vers le haut pour con-

tenir un bain fondu ( 14), les c 3 tés de la cavité étant sé-

parés des parois latérales de l'enveloppe par le rev 8 te-

ment ( 16) qui est formé en un matériau ayant sensiblement la même composition chimique que le ciment qui doit gtre produit dans le four et un moyen de chauffage ( 40) pour produire dans la cavité un bain fondu et pour appliquer de cette façon au bain fondu suffisamment de chaleur pour maintenir le bain à

l'état fondu.

20 Appareil selon la revendication 19, caracté-

risé en ce que le revêtement en-dessous de la surface du

bain est situé directement contre l'enveloppe.

210 Appareil selon la revendication 20, caracté-

risé en ce que le revêtement est à l'état plastique le long de la cavité et se trouve à l'état solidifié le long

de l'enveloppe.

22 Appareil selon la revendication 21, caracté-

risé en ce que le revêtement ( 16) contient un trou de cou-

lée ( 50) qui va de la cavité à l'enveloppe, de sorte que

le bain fondu peut 9 tre évacué de la cavité.

23 Appareil selon la revendication 19, caractéri-

sé en ce que ledit moyen de chauffage est un moyen de

chauffage électrique.

24 Appareil selon la revendication 23, caracté-

risé en ce que ledit moyen de chauffage électrique est au

moins un chalumeau à arc à plasma ( 40).

Appareil selon la revendication 24, caracté-

risé en ce qu'il comprend des moyens ( 20, 22, 26,30) pour amener des matières dans ledit bain fondu en-dessous de

sa surface.

26 Appareil selon la revendication 25, caracté-

risé en ce que ledit moyen pour amener des matières d'ali-

mentation en-dessous de la surface dudit bain inclut un corps de logement ( 62), un mécanisme ( 30) à poussoir ( 32) dans ledit corps de logement; des moyens ( 20, 22, 26) pour amener une alimentation de matière audit mécanisme à poussoir et des moyens pour actionner ledit mécanisme à poussoir pour charger ladite alimentation de matière dans

le bain en dessous de la surface du bain.

27 Appareil selon la revendication 26, caracté-

risé en ce que ledit mécanisme à poussoir d'alimentation est sensiblement plus petit que ledit corps de logement et inclut un organe à croisillon ( 36) dans ledit corps de

logement, ledit poussoir passant au travers dudit croi-

sillon.

28 Appareil selon la revendication 27, caracté-

risé en ce que ledit corps de logement est refroidi par eau.

29 Appareil selon la revendication 24, caracté-

risé en ce que ledit revêtement inclut un moyen ( 15) de

détection de la températures lequel est construit et dis-

posé pour augmenter ou diminuer automatiquement la tempé-

rature dudit revêtement lorsqu'il s'écarte d'une gamme de

températures prédéterminée.

Appareil selon la revendication 29, caracté-

risé en ce que ledit moyen ( 15) augmente automatiquement

les matières d'alimentation lorsque la température se trou-

ve au-dessus de ladite gamme prédéterminée et réduit les

matières d'alimentation lorsque ladite température se trou-

ve en-dessous de ladite gamme prédéterminée.

31 Appareil selon la revendication 24; caracté-,

risé en ce qu'il comprend des moyens pour mesurer la ré-

sistivité électrique dudit bain fondu, lesdits moyens ré-

glant automatiquement le rapport des matières d'alimenta-

tion dans ledit-bain pour répondre à toute modification de résistivité électrique.

32 Appareil selon la revendication 24, caracté-

risé en ce qu'une multiplicité desdits chalumeaux à arc à plasma ( 40) est montée avec mobilité dans les parois de

1 ' appareil.

33 Appareil selon la revendication 32, caracté-

risé en ce qu'il comprend une multiplicité de trous de

coulée pour extraire ledit bain.

34 Appareil selon la revendication 33, caracté-

risé en ce que lesdits trous de coulée se trouvent sensi-

blement à l'opposé desdits chalumeaux à arc à plasma.

35. Appareil selon la revendication 24, caracté-

risé en ce qu'il comprend des moyens pour recueillir un

gaz sortant dudit appareil et des moyens pour amener le-

dit gaz audit chalumeau à arc à plasma.

36 Appareil pour produire du ciment hydraulique,

tel que du ciment portland, ledit appareil étant caracté-

risé en ce qu'il comprend: une enveloppe ( 18) possédant des parois latérales qui forment une enceinte; un revêtement ( 16) placé dans l'enveloppe et contenant une cavité débouchant vers le haut pour contenir un bain fondu; et

des moyens de chauffage ( 40) pour produire un bain fon-

du dans la cavité et pour fournir au bain fondu, de cette manière, suffisamment de chaleur pour maintenir le bain à

l'état fondu, lesdits moyens de chauffage étant consti-

tués par au moins un chalumeau à arc à plasma.