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Maçonnerie de garnissage, susceptible de favoriser la formation de dépôts dans les fours tournants cylindriques pour la calcination de matières basiques.
La garniture réfractaire des fours tournants, par exemple ceux destinés à la calcination des clinkers de ciment et autres matières équivalentes ne peut, comme on le sait, résister à la longue, spécialement dans la zone de calcination ou de frittage, aux influences thermiques que si elle est protégée par un dépôt suffisamment épais et fortement adhérent de la matière calcinée ou de sa masse de fusion. L'économie de fonctionnement et la sécurité de marche d'un four tournant de ce genre dépendent donc,dans une grande mesure, de l'existence de ce dépôt et de ses propriétés physiques.
Toutefois, la formation et en premier lieu la ferme adhé rence d'un pareil dépôt sur la maçonnerie réfractaire rencontrent généralement de grandes difficultés qui apparaissent spécialement, si les matières à calciner sont de nature basique, telles que le ciment Portland, la dolomie, la magnésie et autres produits analo-
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gués, lorsqu'on emploie pour la garniture réfractaire des briques basiques, par exemple des briques de magnésie ou des briques de do- lomie calcinée.
On sait qu'on peut provoquer la formation d'un pareil dé- pôt par l'addition de produits chimiques à la matière à calciner, mais ces procédés n'ont généralement pas donné de bon résultats et ont en outre une action défavorable sur la qualité du produit calciné. On connaît aussi des fours tournants dont la garniture est composée de pierres ou briques de revêtement juxtaposées à larges joints remplis de mortier et est exécutée partie en briques de garniture à teneur particulièrement élevée en argile et par- tie en briques de chamotte.
On a prétendu que si l'on munit le four tournant d'une pareille garniture, qui devrait supprimer prin= cipalement la friabilité du revêtement et augmenter la durabili- té de celui-ci, le matelas de béton de clinkers favorisait la formation du dépôt et que les larges joints remplis de mortier en béton de clinkers assuraient une meilleure adhérence du dépôt.
L'accélération de la formation du dépôt et la fermeté de son adhé- rence ne se produisent toutefois ici que dans une mesure tout à fait insuffisante sinon nulle.
En outre, on connaît des maçonneries de garnissage pour fours tournants, qui sont constituées de pierres ou briques de revêtement conchoïdales, percées d'une série d'ouvertures radia- les, en matière extrêmement réfractaire telle que le carbure de silicium, le corindon ou la bauxite fondue, et de petites pierres en matière réfractaire ordinaire, telle que la chamotte ou l'agal- malolite, introduite dans les ouvertures de ces briques de telle sorte que des couches de matière extrêmement réfractaire alter- nent avec des couches de matière réfractaire ordinaire sur la sur- face interne des revêtements exposée au feu.
Ce revêtement a pour but de combiner les avantages de la matière réfractaire ordinaire, spécialement sa grande résistance aux brusques fluctuations de la
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température et sa mauvaise conductibilité thermique, avec les avantages de la matière extrêmement réfractaire, spécialement sa grande résistance à l'usure ou à la corrosion. On a alors recommandé de fixer les petites pierres intercalaires en matière réfractaire ordinaire dans les ouvertures des pierres de revête- ment de telle manière qu'elles font saillie sur la surface de ces dernières. Ce mode d'exécution n'est toutefois basé que sur des considérations purement mécaniques, et vise spécialement à fixer par des moyens simples et faciles à l'aide de coins métalliques les pierres insérées.
On ne recherche pas plus qu'on n'obtient par ce mode d'exécution de la garniture une augmentation des dé- pôts formés, car les parties saillantes de cette garniture en raison de leur faible résistance mécanique ainsi que leur faible résistance à la chaleur disparaissent par rupture et fusion déjà peu de temps après la mise en service du four.
Enfin, il est aussi connu de munir la maçonnerie de gar- nissage interne des fours tournants de protubérances, uniformé- ment réparties sur la surface interne exposée au feu, et notam- ment de pierres ou briques en saillie, de la même matière que les autres briques du revêtement. De semblables protubérances n'ont été jusqu'ici aménagées principalement que dans les zones de cal- cination et de refroidissement, pour assurer une agitation per- manente de la matière et obtenir une meilleure élimination des acides ou un refroidissement plus énergique.
Pour effectuer une agitation convenable et efficace de la matière il faut, en premier lieu, que les protubérances dépassent dans une relativement forte mesure la surface interne du four tournant, de telle sorte qu' elles agissent comme des palettes ou des aubes, qui saisissent convenablement la matière et peuvent entraîner vers le haut pen- dant la rotation du cylindre une grande quantité de matière, et en second lieu que ces protubérances soient séparées l'une de 1' autre par une distance relativement grande, pour empêcher le coin- cement de la matière entre les protubérances et l'obtenir à l'état pulvérulent.
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La présente invention a pour but de créer une maçon- nerie de garnissage interne des fours tournants pour la calci- nation de matières basiques, qui favorise particulièrement la formation d'un dépôt. Suivant l'invention, on atteint ce but en constituant 40 à 70 % de la surface interne totale de la zone de calcination ou de frittage du four tournant au moyen de pierres ou briques basiques posées suivant un ordre de répartition uni- forme, de même hauteur les unes que les autres, et le restant soit 60 à 30 %, au moyen de pierres ou briques de la même matiè- re basique que les premières et posées de manière à leur être contiguës, mais d'une hauteur qui s'écarte de celle de ces der- nièresd'une faible quantité, de l'ordre de quelques centimètres, par exemple 2cm.
Par suite de cette répartition relativement com- pacte sur la surface interne du cylindre tournant d'inégalités de hauteur relativement faible de même que par suite de l'exécu- tion de la totalité de la maçonnerie à l'aide de matière basique absolument de même nature on obtient en comparaison des moyens employés jusqu'ici pour activer la formation des dépôts un degré de stimulation de la formation des dépôts qui n'avait jamais été atteint auparavant pour les matières à calciner basiques et un pouvoir adhérent beaucoup plus élevé du dépôt.
En exécutant, disposant et groupant d'une manière appro- priée au but visé des pierres ou briques de hauteurs plus ou moins grandes, on peut activer encore notablement la formation du dépôt et augmenter sensiblement l'adhérence de ce dernier. Un tel mode d'exécution consiste par exemple à disposer les briques de hauteurs différentes, suivant la place qu'elles occupent géométri- quement dans le corps cylindrique tournant, par exemple la ligne périphérique de ce dernier, en les groupant dans un ordre répété périodiquement, par exemple de manière qu'elles forment des gra- dins.
Un autre mode d'exécution de la maçonnerie de garnissage fa- vorisant considérablement la formation du dépôt consiste à profi-
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1er d'une manière appropriée, à leur sommet exposé au feu, au moins les briques d'une même hauteur, de préférence celles qui présentent la plus grande hauteur. Cette disposition nouvelle de profilés, suivant la présente invention, permet non seulement d'augmenter l'adhérence du dépôt mais encore de favoriser la for- mation du dépôt lui-même, en produisant en outre des protubérances et renfoncements de grande profondeur des renfoncements et des protubérances plus petits, dans lesquels la matière très fine peut aussi se fixer facilement pour la formation du dépôt.
En employant des briques réfractaires qui présentent à leur sommet exposé au feu un profil spécial, on peut obtenir des inégalités de surface dont la forme et l'efficacité peuvent va- rier considérablement. Si l'on donne à ces briques une plus gran- de longueur qu'aux autres briques de la maçonnerie de garnissage, elles forment des saillies dont la face supérieure est profilée.
Les creux qui se trouvent entre les briques en saillie ainsi que les briques saillantes mêmeset finalement aussi leurs sommets profilés ont alors pour effet d'activer la formation du dépôt et d'augmenter son adhérence. On peut obtenir un effet double sem- blable au moyen de briques de calage plus courtes que les autres briques du revêtement, car ces briques donnent lieu après leur pose à des creux ou renfoncements dont le fond présente le profil considéré. Enfin, les briques à sommet profilé peuvent aussi pré- senter la même hauteur que les autres briques. Dans ce cas, ce ne sont que les parties profilées qui ont pour effet d'activer la formation du dépôt, cette action pouvant toutefois être réglée à volonté en établissant le profil sous une forme différente.
Dans le dessin annexé, les Figs. 1 à 4 représentent en perspective quelques exemples d'exécution de garnitures internes pour fours cylindriques tournants, suivant l'invention, tandis que les Figs. 5 à 7 montrent à titre d'exemples quelques type de briques en forme de coins propres à l'exécution de pareilles gar- nitures internes.
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Sur la Fig. 1 la garniture interne de l'enveloppe 1 du four est formée de deux sortes de briques en matière basique ré- fractaire 2, 3, dont les dernières présentent une hauteur plus grande que les briques 2 et dépassent la surface interne 4 formée par les briques 2. Les briques 3 ne sont disposées que dans une rangée longitudinale sur deux et elles sont décalées entre elles, de la largeur d'une brique de l'une à l'autre de ces rangées de rang pair. De cette manière on obtient sur la face exposée au feu un système de saillies ou protubérances 3 réparties suivant un dispositif déterminé.
Dans l'exemple d'exécution suivant la Fig. 2, la garni- ture interne de l'enveloppe 1 du four est formée de briques 2 et de briques 6, ces dernières ayant une hauteur plus faible que les briques 2 de telle sorte que lorsqu'elles sont posées entre celles-ci elles forment des creux ou renfoncements 7 dans la sur- face interne 4. exposée au feu. La disposition des briques 6 de la Fig. 2 est la même que celle des briques 3 de la Fig. 1.
La disposition des briques plus élevées 3 ou des briques plus basses 6 n'est naturellement pas limitée à celle représen- tée sur les Figs. 1 et 2. Ainsi, on peut, par exemple, poser les briques présentant une hauteur différente de celle des briques 2 par paires entre celles-ci, comme le montre la Fig. 3 du dessin.
De cette manière on forme des surélévations ou protubérances lon- gitudinales 5 qui sont décalées les unes par rapport aux autres.
Les briques plus longues ou plus courtes peuvent aussi être pla- cées bout à bout sur toute la longueur de l'enveloppe 1 du four cylindrique entre les briques 2, de manière à former des nervures ou des rainures longitudinales.
La disposition des inégalités de surface, par exemple les protubérances ou les renfoncements peut aussi s'établir par grou- pes. Fig. 4 est un exemple d'exécution, où la garniture interne est composée de briques de trois hauteurs différentes 7, 8 et 9,
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de manière à former.dans le sens de rotation du four tournant (sens de la flèche p) des protubérances de hauteurs croissant par gradins.
Dans les exemples d'exécution suivant les Figs. 1 à 4, la garniture interne est formée de briques cunéiformes, dont le sommet tourné vers l'intérieur est de forme plane. Pour favoriser davantage la formation des dépôts et leur adhérence le sommet des briques cunéiformes tourné vers l'intérieur peut être établi sui- vant un profil déterminé. Sur la Fig. 5 la petite base de la bri- que cunéiforme 10 est profilée de manière à présenter des nervures continues 12. Sur la Fig. 6 ce profil est constitué par des nervu- res en facettes 13. Sur la Fig. 7 la brique cunéiforme 10 présen- te un sommet en queue d'aronde 14 qui, lorsqu'elle est posée en- tre les briques plus basses de la garniture, forme des espaces in- tercalaires en queue d'aronde.
Les briques à profils peuvent être posées en relief ou en creux, de telle sorte que les inégalités de la surface sont for- mées par ces briques et en outre par leurs parties profilées.
Les inégalités de la surface interne exposée au feu de la garniture ne doivent pas nécessairement être particulièrement saillantes ni profondes, vu qu'elles tranchent nettement en relief ou en creux sur cette surface. En général une dénivellation en hauteur ou en profondeur d'environ 2cm est suffisante pour assu- rer une formation et une adhérence irréprochables du dépôt. En tout cas la différence de hauteur des briques ne varie que de quelques centimètres. Par contre la répartition des inégalités en relief ou en creux sur la surface interne du four cylindrique est rela- tivement dense.
Les briques qui constituent la surface de base proprement dite de la maçonnerie interne couvrent 40 à 70 % de la surface totale de la zone de calcination ou d'agglutination du four rotatif; en conséquence la partie de cette surface totale cou- ;verte par les briques en saillie est de 60 à 30 %. La maçonnerie de
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garnissage suivant l'invention est particulièrement applicable aux fours rotatifs pour la fabrication du ciment à zone de frit- tage très étendue.
REVENDICATIONS
1.- Maçonnerie de garnissage pour fours tubulaires rota- tifs destinés à la calcination de matières basiques, en vue d'y favoriser la formation des dépôts, caractérisée en ce qu'une pro- portion de 40 à 70 % de la surface interne totale de la zone de calcination ou de frittage du four rotatif est constituée par des pierres ou briques basiques de hauteur uniforme, posées suivant un dispositif déterminé, tandis que les 60 à 30 % restants sont constitués par des briques juxtaposées aux premières et formées de la même matière basique, mais différant en hauteur d'une faible quantité, de l'ordre de grandeur de quelques centimètres, par exem- ple 2cm.
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Lining masonry, likely to promote the formation of deposits in cylindrical rotary kilns for the calcination of basic materials.
The refractory lining of rotary kilns, for example those intended for the calcination of cement clinkers and other equivalent materials can, as is known, resist over time, especially in the calcination or sintering zone, to thermal influences only if it is protected by a sufficiently thick and strongly adherent deposit of the calcined material or of its molten mass. The economy of operation and the safety of operation of a rotary kiln of this type therefore depend, to a large extent, on the existence of this deposit and its physical properties.
However, the formation and in the first place the firm adhesion of such a deposit on the refractory masonry generally meet with great difficulties which appear especially, if the materials to be calcined are of a basic nature, such as Portland cement, dolomite, stone. magnesia and other similar products
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fords, when basic bricks, for example magnesia bricks or calcined domino bricks, are used for the refractory lining.
It is known that such a deposit can be caused by the addition of chemicals to the material to be calcined, but these methods have generally not given good results and, moreover, have an unfavorable effect on the material to be calcined. quality of the calcined product. Rotary kilns are also known, the lining of which is composed of juxtaposed facing stones or bricks with wide joints filled with mortar and is made partly of lining bricks with a particularly high clay content and partly of chamotte bricks.
It has been claimed that if the rotary kiln is fitted with such a lining, which should mainly remove the friability of the coating and increase the durability of the latter, the clinker concrete mattress promotes the formation of the deposit. and that the large joints filled with clinker concrete mortar ensured better adhesion of the deposit.
The acceleration of the deposit formation and the firmness of its adhesion, however, occur here only to an entirely insufficient or no extent.
In addition, there are known lining masonry for rotary kilns, which consist of conchoidal stones or facing bricks, pierced with a series of radial openings, of extremely refractory material such as silicon carbide, corundum or molten bauxite, and small stones of ordinary refractory material, such as chamotte or agal- malolite, introduced into the openings of these bricks so that layers of extremely refractory material alternate with layers of refractory material ordinary on the internal surface of coverings exposed to fire.
This coating aims to combine the advantages of ordinary refractory material, especially its high resistance to sudden fluctuations in temperature.
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temperature and poor thermal conductivity, with the advantages of the extremely refractory material, especially its great resistance to wear or corrosion. It was therefore recommended that the small spacer stones of ordinary refractory material be fixed in the openings of the facing stones in such a way that they protrude on the surface of the latter. This embodiment is, however, based only on purely mechanical considerations, and is specifically aimed at fixing the inserted stones by simple and easy means using metal wedges.
No more is sought than one obtains by this embodiment of the seal an increase in deposits formed, because the projecting parts of this seal due to their low mechanical strength as well as their low resistance to heat disappear by rupture and melting already shortly after the furnace is put into service.
Finally, it is also known practice to provide the internal lining masonry of rotary kilns with protuberances, uniformly distributed over the internal surface exposed to the fire, and in particular with protruding stones or bricks, of the same material as the other facing bricks. Such protuberances have hitherto been made mainly only in the calcination and cooling zones, in order to ensure permanent agitation of the material and to obtain better acid removal or more vigorous cooling.
In order to effect proper and efficient agitation of the material it is necessary, in the first place, that the protuberances protrude to a relatively large extent the internal surface of the rotary kiln, so that they act as paddles or vanes, which suitably grip material and may drive upwards during the rotation of the cylinder a large quantity of material, and secondly that these protuberances be separated from each other by a relatively large distance, to prevent jamming. the material between the protuberances and obtain it in the powder state.
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The object of the present invention is to create a masonry for internal lining of rotary kilns for the calcination of basic materials, which particularly favors the formation of a deposit. According to the invention, this object is achieved by constituting 40 to 70% of the total internal surface of the calcination or sintering zone of the rotary kiln by means of basic stones or bricks laid in a uniform order of distribution, likewise each other, and the remainder is 60 to 30%, by means of stones or bricks of the same basic material as the first and laid so as to be contiguous, but at a height which deviates that of the latter in a small amount, of the order of a few centimeters, for example 2 cm.
As a result of this relatively compact distribution on the internal surface of the rotating cylinder of relatively small height inequalities as well as due to the execution of the whole of the masonry using basic material absolutely the same In comparison with the means employed heretofore for activating the formation of deposits, a degree of stimulation of the formation of deposits which has never been achieved before for basic calcining materials and a much higher adhesive power of the deposit is obtained in nature.
By executing, arranging and grouping stones or bricks of varying heights in an appropriate manner for the intended purpose, the formation of the deposit can still be significantly activated and the adhesion of the latter is considerably increased. Such an embodiment consists, for example, in placing the bricks of different heights, depending on the place they occupy geometrically in the rotating cylindrical body, for example the peripheral line of the latter, by grouping them in an order repeated periodically. , for example so that they form grains.
Another embodiment of the lining masonry considerably favoring the formation of the deposit consists in
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1st appropriately, at their top exposed to fire, at least the bricks of the same height, preferably those with the greatest height. This novel arrangement of profiles, according to the present invention, not only makes it possible to increase the adhesion of the deposit but also to promote the formation of the deposit itself, by also producing protuberances and recesses of great depth of the recesses and smaller protrusions, in which the very fine material can also attach easily for the formation of the deposit.
By using refractory bricks which have a special profile at their top exposed to fire, surface unevenness can be obtained, the shape and efficiency of which can vary considerably. If these bricks are given a greater length than the other bricks of the facing masonry, they form protrusions, the upper face of which is profiled.
The hollows between the protruding bricks as well as the protruding bricks themselves and ultimately also their profiled tops then have the effect of activating the formation of the deposit and increasing its adhesion. A similar double effect can be obtained by means of wedge bricks shorter than the other facing bricks, since these bricks give rise, after their laying, to hollows or recesses, the bottom of which has the profile in question. Finally, bricks with a profiled top can also have the same height as the other bricks. In this case, it is only the profiled parts which have the effect of activating the formation of the deposit, this action however being able to be regulated at will by establishing the profile in a different form.
In the accompanying drawing, Figs. 1 to 4 show in perspective some examples of execution of internal linings for rotary cylindrical furnaces, according to the invention, while FIGS. 5 to 7 show by way of example some types of wedge-shaped bricks suitable for the execution of such internal linings.
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In Fig. 1 the internal lining of the casing 1 of the furnace is formed of two kinds of bricks of refractory basic material 2, 3, the last of which have a greater height than the bricks 2 and protrude from the internal surface 4 formed by the bricks 2. The bricks 3 are only arranged in one longitudinal row out of two and they are offset from one another, the width of a brick from one to the other of these even rows. In this way, a system of projections or protuberances 3 distributed according to a specific device is obtained on the face exposed to the fire.
In the example of execution according to FIG. 2, the internal lining of the casing 1 of the furnace is formed from bricks 2 and bricks 6, the latter having a lower height than the bricks 2 so that when they are placed between them they form recesses or recesses 7 in the internal surface 4. exposed to the fire. The arrangement of the bricks 6 of FIG. 2 is the same as that of the bricks 3 of FIG. 1.
The arrangement of the higher bricks 3 or of the lower bricks 6 is of course not limited to that shown in Figs. 1 and 2. Thus, it is possible, for example, to lay the bricks having a height different from that of the bricks 2 in pairs between them, as shown in FIG. 3 of the drawing.
In this way, longitudinal elevations or protuberances 5 are formed which are offset from one another.
The longer or shorter bricks can also be placed end to end over the entire length of the casing 1 of the cylindrical furnace between the bricks 2, so as to form longitudinal ribs or grooves.
The arrangement of surface inequalities, for example protuberances or recesses, can also be established in groups. Fig. 4 is an example of execution, where the internal lining is composed of bricks of three different heights 7, 8 and 9,
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so as to form in the direction of rotation of the rotary furnace (direction of arrow p) protuberances of increasing heights in steps.
In the execution examples according to Figs. 1 to 4, the internal lining is formed of wedge-shaped bricks, the top facing inwardly of which is flat. To further promote the formation of deposits and their adhesion, the top of the wedge-shaped bricks facing inward can be established according to a determined profile. In Fig. 5 the small base of the wedge-shaped brick 10 is contoured so as to have continuous ribs 12. In FIG. 6 this profile is formed by faceted ribs 13. In FIG. 7 The wedge-shaped brick 10 has a dovetailed top 14 which, when laid between the lower bricks of the trim, forms dovetailed spaces.
Bricks with profiles can be laid in relief or hollow, so that the unevenness of the surface is formed by these bricks and furthermore by their profile parts.
The unevenness of the internal surface exposed to fire of the lining need not necessarily be particularly prominent or deep, since they clearly contrast in relief or recess on this surface. In general, a height or depth difference of about 2 cm is sufficient to ensure irreproachable formation and adhesion of the deposit. In any case, the difference in height of the bricks only varies by a few centimeters. On the other hand, the distribution of the inequalities in relief or recess on the internal surface of the cylindrical furnace is relatively dense.
The bricks which constitute the base surface proper of the internal masonry cover 40 to 70% of the total surface of the calcination or agglutination zone of the rotary kiln; consequently the part of this total surface covered by the protruding bricks is 60 to 30%. The masonry of
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packing according to the invention is particularly applicable to rotary kilns for the manufacture of cement with a very large frit zone.
CLAIMS
1.- Lining masonry for rotary tube furnaces intended for the calcination of basic materials, with a view to promoting the formation of deposits therein, characterized in that a proportion of 40 to 70% of the total internal surface of the calcination or sintering zone of the rotary kiln is made up of basic stones or bricks of uniform height, laid according to a determined device, while the remaining 60 to 30% are made up of bricks juxtaposed with the first ones and formed from the same basic material, but differing in height by a small amount, of the order of magnitude of a few centimeters, for example 2cm.