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PROCEDE ET APPAREIL DE CALCINAGE OU DE CALCINAGE ET DE FRITTAGE$
Dans le domaine de la technique, on emploie de nos jours avec de bons résultats, dans les procédés métallurgiques surtout,\) des appareils de soufflage±) en particulier des machines à fritter du type Lurgi modernisée pour Inexécution des travaux les plus différents., Les opérations plus con- nues sont le frittage des minerais de fer à grains fins ainsi que le grilla= ge et le.frittage des minerais sulfureux de plomb,\) de cuivre et de zinco Par suite des diverses possibilités d'emploi de ce procédé, réussit égale= ment à calciner,\) respectivement à fritter du ciment, des pierres calcaires;
? de la dolomie, de la magnésiteo Il est en outre possible de désagréger des phosphates bruts ou de la bauxite en employant des additions appropriées.
Le procédé repose sur la combustion du combustible solide en contact direct avec la charge. Dans des cas très particuliers, par exemple quand le produit à travailler ne doit pas être souillé par des cendres du combustible, ou quand on doit maintenir une température déterminée pendant une période de temps prescrite, ou aussi quand il est difficile de se procurer des combustibles solides, on peut également traiter le produit à travailler, qui le cas éché- ant peut être mélangé avec les retours et broyé; en insufflant des gaz chauds à travers le mélange disposé sur une taque laissant passer les gaz.
L'invention a pour but d9améliorer la façon de procéder qui a été décrite en dernier lieu en ce sens.que les fumées aspirées de la charge sont divisées en au moins deux courants gazeux partiels:! par exemple en un courant de gaz froids et en un courant de gaz chauds, les gaz chauds étant réinsufflps à travers la charge soit en tant que gaz de retoursoit en tant que gaz de circuit. Cette façon de procéder présente un avantage; la chaleur contenue dans les fumées chaudes peut être utilisée pour les buts du procédé; il en résulte des avantages sérieux du point de vue technique et la possibi- té de réaliser de grandes économies de combustible.
Tout le gaz nécessaire au procédé est fourni convenablement par trois soufflantes, dont une conduit,
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les fumées froides vers la cheminée ou, dans le cas d?une concentration de C02 suffisamment forte., dans des appareils de préparation correspondants. une seconde soufflante aspire sous le capuchon du brûleur les parties les plus chaudes hors de la charge pour les mélanger à nouveau comme gaz de retour ou de circuit avec le gaz du brûleur proprement dit, le mélange pouvant se faire soit dans le capuchon de chauffe, soit préalablement déjà.
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Au moyen d?une troisième soufflante, on aspire de Pair frais en dehors du capuchon du brûleur à travers la charge chaude et on le conduit soit comme air primaire dans le brûleur soit comme air secondaire dans le capuchon de chauffe.
Pour chauffer la charge on peut employer des gaz combustibles, respectivement des mélanges de gaz de toutes sortes, auxquels on amène Pair de combustion nécessaire, à un endroit approprié, avant ou pendant le procédé de combustiono On peut également utiliser des fumées chaudes dune autre provenance, pour autant qu'elles ne contrarient pas, par leur composition,,
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le but gu9vn veut atteindreo Au lieu de gaz, on peut également se servir d9huile ainsi que, le cas échéant, de poussière de charbono Diaprés le vo=
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lume d9s.ir ajoutée on parvient à rendre la flamme oxydante, neutre ou réduc= triceo Ce procédé représente d'autant plus un développement réel du procédé
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que 1'on a connu jusqu?à présent qu'il permet, contrairement à celui-ci.,
de maintenir des zones déterminées de température pour une période de temps quel- conque et de régler les températures diaprés l'arrivée du gaz. Dans le pro-
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cédé connu, on na.tteint un chauffage intense que dans une couche très limi- tée, de plus, la température ne peut être influencée de façon exacte. Le
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procédé selon 1-9invention est employé très avantageusement pour le séchage, le calcinage ou le frittage de matières où 1?influence de la température doit être limitée dans le temps et où il faut une température déterminée.
Ces matières sont par exemple des pierres calcaires, de la dolomie, de la
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magnésite,':da la poudre de ciment, des oxydes et des silicates dgaluminiumQ de magnésium ou d9autres matières alcaline=terreuses, ensuite font entre autres partie de ce groupe les mélanges de bauxite, de phosphates et autres, par exemple, des mélanges de verre. Enfin., on peut également employer le procédé par exemple pour calciner et fritter de 1.9 argile ou des matières ar- gileuses pour la fabrication de matériaux de construction légers ou d'argile gonflée ainsi que pour calciner la chamotte brute en grains jusqu'à environ 40 m/m comme stade préalable pour la fabrication de produits réfractaires.
Le procédé peut être en outre utilisé avantageusement pour la distillation de schistes bitumineux ou d'autres produits contenant des sub- stances distillables; on peut encore fritter des minerais à grains fins ou d'autres matières fines. Un avantage particulier du procédé réside dans la possibilité de déshydrater des matières contenant de l'eau d9hydratation ou de recuire légèrement des argiles ainsi que d'autres matières sensibles aux températures, par exemple pour le calcinage caustique de la dolomie de la magnésite ou dautres matières analogues.
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Les matières obtenues par cette façon de procéde.I'9 par exemple de la-chaux calcinée très pure ou de la dolomies, sont employées très avanta-
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geusement dans l9industrie du verre pour la fabrication des mélanges.
Pour appliquer l'invention dans des limites aussi grandes que possible, on peut charger la matière à traiter en plusieurs couches de dif= férentes grosseurs de grains et notamment de façon que les plus gros grains se trouvent dans les couches supérieures, pour être exposés le plus longtemps aux gaz. Ceci se fait contrairement aux procédés connus dans lesquels on
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sgefforçait d9avoir les gros grains dans la couche inférieure.
L'épaisseur de la couche de produit déposée sur la grille diaprés le procédé qui fait 1?objet de 19invention peut être jusqu?à environ 30 cm. respectivement d?environ 50 cmo dans le cas du ciment. Toutefois, il est également possible d9augmente.r J.j)épaisseur de cette couche jusquà par exem- ple 1 mo ou plus encore. Comme Pont montré des essais, 19épaisseur da la couche dépend de la grosseur du grain du produit à calciner, de la tempéra-
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ture du gaz et de la quantité de chaleur dont on dispose.
A Pocca.sion,9 le produit à traiter par des gaz chauds selon l'invention peut être préalable- meht mélangé avec de faibles quantités de combustible solide, par exemple
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quand une faible teneur en cendres ne gène pas ¯dans le produit calciné et/ou quand on dispose de combustibles particulièrement pauvres en cendreso On peut, le cas échéante procéder de la sorte pour calciner et fritter la dolo- mie, la magnésite ou d9autres matériaux usuels dont on se sert dans l'indus- trie des produits fortement réfractaires.
On choisit la température des gaz chauds diaprés la nature du produit à traiter et on peut la régler., par exemple en introduisant des quan- tités appropriées d'air ou aussi de gaz de retour;, dans les limites nécessai- res. On peut également mélanger de Pair et du gaz ou de l'huile ou de la poussière de charbon dans une chambre de combustion appropriée avant la cham= bre de chauffe proprement dite, de sorte que la charge se trouvant sur la grille n9est traversée par aucune flamme,\) mais seulement par des gaz chaudso Il est également possible de ne brûler les gaz que dans la charge en amenant ceux-ci par un moyen approprié.
En outre, on peut encore chauffer les gaz chauds de retour soit par un échange thermique-indirect avec d9autres gaz chauds, soit à l'électricité, par exemple en les faisant passer par un sys- tème de résistances.
Dans le calcinage de pierres calcaires diaprés le procédé suivant l'invention, on maintient par exemple des températures de gaz de 800 à 900 C; dans le traitement d'autres matières., on maintient les mêmes températures ou des températures plus élevées ou plus faibles.
Pour éviter que les parois latérales des appareils de soufflage aient à souffrir des gaz de chauffage, on peut, d'après une autre partie de 1?invention, utiliser un manteau dit de protection constitué par des produits neutres, manteau qui diaprés la température des gaz peut avoir une épaisseur juqu'à environ 10 cm. et plus et qui par conséquent peut servir de couche isolante. Cette couche isolante peut se composer de matières déjà calcinées.
On peut, selon l'invention éviter l'aspiration d'air à travers la couches isolante en couvrant la surface ou en réduisant la surface de la grille.
En général, il est avantageux de refroidir la couche qui reste encore incandescente après caleinage., respectivement calcinage et frittage ou déshydratation du produit à traiter,, en aspirant de Pair froid ou du gaz froid. On peut tirer partir comme suit de la chaleur de Pair chauffé de cette façon s soit dans le cadre du procédé en coupant 1-'arrivée à la cham- bre de combustion ou pour préchauffage des matières premières ou autrement encore soit aussi, le cas échéant, en dehors du procédé même.
Pour cette raison, on ne peut que partiellement pourvoir une ma- chine à fritter devant fonctionner d'après le procédé qui fait 1?objet de l'invention, d9un capuchon de chauffe ou d'un appareil analogue., 1'épaisseur de couche de la charge, la vitesse de,-la bande et la grosseur. du grain de la matière à traiter étant déterminées d'après la longueur du capuchon ou vice-versa. Pour refroidir la matière traitée encore chaude sur la dernière partie de 19appareil de frittage, on prévoit dans ce but une soufflerie dis- tincte qui aspire à travers la charge 1.9 air ou 1-'agent analogue servant au refroidissement.
Pour protéger la grille contre un trop fort échauffement, le gaz chaud, suivant l'invention, n'est pas toujours aspiré à travers la charge jusqu'à ce que la couche inférieure soit aux températures nécessaires, mais on le coupe plus tôt déjà. La couche se trouvant sur la grille se compose alors de matières frittées et non frittées, s'il y a frittage, ou de matiè- res complètement calcinées et incomplètement calcinées s9il s'agit par exem- ple de pierres calcaires ou de matières qui ne se frittent pas. Dans le cas de matières qui se frittent, on peut par simple tamisage séparer les matières en frittés et en non frittes.
Alors que le fritté est retiré et constitue la production de la machine, le produit non fritté retourne dans le circuit comme produit de retour. Dans le cas de matières qui ne se frittent pas.9 toute la couche est divisée en deux parties par exemple en plaçant à la sor- tie une tôle horizontalement avec couteau la partie supérieure représente la matière bien calcinée et Impartie inférieure contient encore des matiè- res non calcinées.
Cette couche inférieure retourne également dans le cir=
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cuit pour être par exemple exposée aux flammes soit directement en tant que couche supérieure soit mélangée encore chaude avec des matières bruteso
Au cas où les fumées néchauffent pas trop fortement la charge
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dans les couches inférieures, on peut renoncer à une eouche-tsmpon, quand la grille est constituée par de 19 acier résistant à la chaleur ou par des produits céramiques appropriés.
Le plan annexé sert à donner de plus amples explications sur l'in- vent ion La figo 1 est une coupe longitudinale verticale représentant sché-
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matiquement une installation convenant pour Inapplication de 1?invention tandis que la figo 2 est une coupe à travers la bande de frittage avec charge.
Suivant la figo 19 les dispositifs d'alimentation 1 et 2 amènent les matières premières à travailler sur la grille mobile tournante 3; ces matières arrivent sous le capuchon de chauffe 4. lequel reçoit les gaz chauds par les conduites auxiliaires Il et le brûleur 10. La charge 5 se déplace sous le capuchon de chauffe et arrive dans la zone de refroidissement 8.
La chaleur de la charge de grille est récupérée par aspiration dair frais.
Les fumées plus chaudes sont pompées comme gaz de circuit hors du caisson
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doaspiration 12 par le conduit 7 et elles reviennent sous le capuchon de chauffe 4 par les conduites auxiliaires 11. 9 représente schématiquement l'amenée du combustible gazeux, liquide ou solide pulvérisé. Le cas échant, il y a mélange dans le brûleur 10 avec 1 air frais chaud venant de la zone de refroidissement 8 et aspiré par la conduite 13. On peut également ajou- ter l'air frais chaud au combustibleavant le brûleur déjà,par la partie pointillée de la conduite 13.
Il est également possible d'amener Pair frais chaud dans la conduite 7 par la conduite pointillée 14 en ne se servant pas de la soufflerie à air frais et de l'amener de cette façon dans le capuchon de chauffe 4 avec les gaz chauds. Les fumées plus froides sont aspirées hors
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du caisson d'aspiration 15 par la conduite 6 et elles sont dirigées vers la cheminée ou vers d'autres points où l'on veut les traiter encore.
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Dans la fig. z9 16 représente la paroi deun bac à grille avec grille 17, sur laquelle sont chargés les grains fins 18 et sur ceux-ci les gros grains 19.
Le capuchon de chauffe 20 est disposé au-dessus de la char- geo Entre la charge 18, 19 et la paroi 16 du bap à grille., se trouve le massif de protection 21, qui peut par exemple se composer de matières com-
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plètement calcinées en grains j-lisqu5là 25 mmo Pour éviter le passage d'ait à travers cette couche isolantecelle-ci est pourvue à sa partie supérieure
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d?un recouvrement en tôles 22. Sous la grille 17, le gaz chaud est évacué par 23, après avoir cédé une partie de sa chaleur à la charge.- selon 19inven- tion, les parties plus chaudes retournent ensuite dans le capuchon de chauffe
REVENDICATIONS.
1 - Procédé de calcinage ou de calcinage et de frittage ainsi que de déshydratation de préférence pour des- matières qui ne peuvent que peu ou pas être souillées par les cendres du combustible, la matière à travailler étant mélangée avec des produits de retour, émiettée et traitée au moyen de gaz chauds traversant le mélange disposé sur une grille laissant passer les gaz., caractérisé par le fait que les fumées aspirées de la charge sont répar- tiés en au moins deux courants gazeux partiels, par exemple en un courant de gaz froids et en un courant de gaz chauds et que les gaz chauds travers sent à nouveau la charge comme gaz de retour.., respectivement gaz de circuit.