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FOUR.
La présente invention est relative aux fours de chauffage, sécha- ge et calcination de roche de minerai broyé ou autre matière broyée et elle convient en particulier aux matières de faible dimension,telles que.. l'on en obtient en grandes quantités comme résidus dans beaucoup de carrières de pier- re à chaux dans le monde entier. La matière dont la dimension minimum est su- périeure à 7,5 cm. se calcine facilement et celle dont la dimension maximum est inférieure à 0,625 cm. alimente le marché en pierre à chaux fine, mais dans les carrières servant surtout à faire de la chaux calcinée, on rejette en général comme résidus de grandes quantités de matière comprise entre ces deux dimensionsdont on ne trouve pas la vente.
L'invention permet de traiter de façon satisfaisante des matières ayant ces faibles dimensions, en utilisant des parois en forme de Jalousies de construction connue par elles-mêmes pour contenir une charge descendant? de matière qui est soumise en même temps à l'action de gaz chauds.
Le four selon l'invention comporte deux parois avec jalousies inclinées vers l'intérieur et délimitant entre elles un espace dans lequel descend une charge de matière, des moyens permettant de charger de la matière en haut du dit espace, des moyens permettant de retirer la matière dans le bas, une chambre de combustion voisine d'une partie inférieure de l'une des parois, un carneau voisin de 1'autre paroi et disposé entre la partie infé- rieure située en regard de la chambre de combustion et une partie si tuée plus haut afin de diriger les gaz chauds de la combustion en provenance de la cham- bre de combustion et qui ont traversé la partie inférieure du dit espace,, vers un endroit des parois situé plus haut, pour leur faire traverser le dit espace en sens contraire.
La matière comprise dans l'espace entre les parois en forme de ja- lousies est ainsi soumise à Inaction complète de la température des gaz de la combustion dans leur premier passage à travers cette matière la descente de celle-ci dans le dit espace soumettant chacune de ces parties à Inaction des
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gaz qui sont répartis transversalement par les jalousieset le passage ulté- rieur des gaz en sens contraire à travers la matière,aide à amener celle-ci à la température qu'elle doit atteindre finalement dans la partie inférieure de l'espace.
On appellera ci-après cette partie inférieure la "zone de cal- cination". En.générale la matière descend de façon continue, ce qui peut s'ob- tenir à l'aide d'une décharge continue, et on obtient un traitement uniforme tant que la descente se maintient. Le chargement doit également être continu et, pour celail est prévu une trémie.\1 laquelle elle-même est chargée de fa- gon continue ou intermittente, suivant ce qui est le plus commode.
Il est particulièrement avantageux., pour la conservation de la chaleur et l'économie de la construction, de placer le foyer à l'intérieur de la matière contenue entre les jalousies, de telle sorte que les gaz s'échappent d'abord du foyer en vue de la calcination, puis reviennent vers l'intérieur dans leur passage suivant à travers la matière,et, dans ce but,il peut y avoir deux jeux complets de parois en forme de jalousiesséparés par une chambre centrale dans la partie inférieure de laquelle se trouve la chambre de combustion, des carneaux extérieurs dirigeant les gaz vers le haut avant qu'ils ne repassent à travers la matière contenue dans la partie supérieure de la chambre.
Il peut être prévu un nouvel écoulement des gaz à travers d'au- tres jalousies les dirigeant à travers la matière, de sorte qu'à mesure que les gaz se refroidissent,ils servent à réchauffer (et, si nécessaire, sécher) la matière avant leur sortie du four. Alors que dans la zone de calcination et dans celle qui la précède immédiatement, les jalousies doivent être en ma- tière réfractaire,celles des zones précédentes (réchauffage ou séchage) peu- vent être en un métal tel que de la fonte, ces jalousies constituant la con- tinuation de l'espace qui est voisin de la chambre de combustion.
Il peut être prévu un système de refroidissement de la matière avant son évacuation continue., par exemple en faisant passer du gaz de re- froidissement (en général de l'air) à travers la matière. Bien qu'on puisse utiliser une portion encore plus basse des deux parois en forme de jalousie,, situées en-dessous du niveau du foyer, pour assurer le passage du gaz de re- froidissement à travers la matière elle-même, de façon analogue à celle selon laquelle les gaz de chauffage la traversent, il est préférable de prévoir des canaux de refroidissement autour desquels passe la matière et qui sont par- courus par les gaz de refroidissement. L'air ayant servi au refroidissement peut arriver au foyer préalablement réchauffé.
On peut donner au four des dimensions différentes à la demande des usagers traitant de grandes ou de petites quantités de matière et, dans ce .dernier but,la construction ramassée se prête particulièrement bien à une utilisation intermittente, car on peut facilement l'amener à la température de fonctionnement, par exemple après avoir ralenti pendant la nuit un foyer au combustible solide ou avoir maintenu à une faible consommation appropriée un foyer chauffé au gaz ou à l'huile.
On va maintenant décrire plus en détail un mode de construction d'un foyer convenant pour traiter de petites quantités (bien qu'il soit éga- lement applicable à plus grande échelle), en se référant au dessin annexé dans lequel :
La figure 1 est une vue en élévation, en bout, du four complet et de l'installation auxiliaire.
La Figure 2 est une coupée à plus grande échelle, suivant la lig- ne 2-2 de la figure 1.
La Figure 3 est une coupe horizontale,,9 suivant la ligne 3-3 de la Fige 2.
La Figure 4 représente un détail de la figure 2 à plus grande échelle.
Le four proprement dit 1 est rectangulaire et il est entouré de tôles d'acier 2, convenablement raidies au moyen de cornières 3. A l'intérieur d'un garnissage réfractaire 4 se trouvent deux jeux verticaux de jalousies A
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et B;, maintenues à distance des extrémités du garnissage par des carneaux 5 et 6.
Chaque jeu de jalousies comporte des jalousies extérieures 7 et 8 et des jalousies intérieures 9 et 10, dirigées vers le bas, vers un espace ver- tical Il compris entre eux et les deux jeux sont séparés par une chambre ver- ticale centrale 12. Une voûte réfractaire 13,disposée au tiers inférieur de la chambre 12, délimite une chambre de combustion 14 et les jalousies voi- sines 7 et 9 sont en brique réfractaire enclavées dans les côtés du garnissa- ge 4. Ces jalousies réfractaires montent au-dessus du niveau de la'voûte 13 jusqu'en un point où¯ les carneaux extérieurs 5 sont fermés par des briques réfractaires 15.
Au-dessus de ce niveau, les jalousies 8 et 10 sont en fonte et, environ au milieu de leur hauteur, la chambre centrale comporte une voûte 16 en fonte. Au-dessus de cette voûte 16, se trouve un tuyau de sortie 17 pour les gaz usés qui sortent du four par un conduit 18 sous l'action d'un venti- lateur dévacuation 19 qui les envoie dans l'atmosphère à travers une chemi- née 20.
Un foyer ou un brûleur est disposé dans la chambre 14 et la dis- position est telle que l'on obtient,de chaque côté du four., un passage en qua- tre parties pour les gaz de la combustion5 lesquels se dirigent à travers la matière comprise entre les jalousies réfractaires inférieures 9 et 7 et s'élè- vent dans les carneaux inférieurs 5 (zone de calcination),puis reviennent vers l'intérieur,à travers la.
matière comprise entre les jalousies réfractai- res supérieures 7 et 9 pour venir dans la partie centrale de la chambre 12 si- tuée au-dessus de la voûte 13 (sens de précalcination), se dirigent vers l'ex- térieur à travers la matière comprise entre les jalousies en fonte inf érieu- res 8 et 10, pour déboucher dans les carneaux supérieurs 6 et reviennent à travers la matière comprise entre les jalousies supérieures 10 et 8 pour abou- tir dans la partie de chambre centrale située au-dessus de la voûte en fonte 16 (zone de réchauffage et/ou de séchage).
Il peut être nécessaire de sécher si l'on a lavé la matière pour la débarrasser de poussières et d'impuretés so- lubles comme dans le cas où l'on désire obtenir de la chaux de pureté rela- tivement élevée.
Une trémie 21, montée au-dessus du four 1, comporte un fond di- visé 22, conduisant à chacun des espaces verticaux compris entre les jalousies et elle maintient les espaces pleins de matière à mesure que celle-ci descend graduellement du fait de son évacuation continue au moyen d'un obturateur tour- nant 23, lisse ou à poches, situé à la base de la trémie 24 d'évacuation en forme de V prévue en-dessous du four. Les côtés de la trémie 24 sont percés douvertures 25 ayant la forme de canaux tubulaires aplatis, aboutissant à une chambre 26 d'où l'air est envoyé dans l'atmosphère par un ventilateur d' évacuation 27, en passant par une cheminée 28.
On peut utiliser une partie de l'air pour alimenter le foyer, soit au moyen du tuyau 29 d'admission du venti- lateur 27, soit séparément à l'aide d'un tuyau 30 (Fig. 4).
Les zones des jalousies réfractaires peuvent être limitées et sé- parées les unes des autres par des briques pleines 31 formant continuation des espaces verticaux dans lesquels se déplace la matière. Des briques analogues 32 peuvent réunir le bas des zones de calcination à la trémie d'évacuation 24.
On peut utiliser un dispositif d'alimentation par en-dessous 33, dont le carter 34 de la vis dalimentation et la conduite à air 36 traversent un côté du four pour aboutir à une grille 36 située dans le bas de la chambre de combustion 14, et le ventilateur 37 de refoulement habituel du chargeur peut prélever l'air d'alimentation dans celui qui a été réchauffé par re- froidissement du produit calcinée par exemple dans la conduite 30, On peut envoyer directement de l'air secondaire dans la chambre de combustion 14 par une ouverture 38 pratiquée dans le côté du garnissage réfractaire 4, cette ou- verture pouvant également servir de trou de regard. Il est également prévu une porte 39 pour l'évacuation du mâchefer.
On peut utiliser un foyer chauffé à l'huile ou au gaz, ou encore on peut l'allumer à la main avec un combustible solide approprié, y compris du boisune porte de foyer étant prévue à cet effet dans une paroi latérale du garnissage.Le foyer peut encore fonctionner comme semi-gazogène. Si on le désire,il peut être prévu plus d'un foyer dans la chambre de combustion,com-
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me par exemple dans le cas où la longueur des jalousies dans le sens latéral est telle que la capacité de la chambre excède celle qui peut être desservie par un four unique.
Etant donné que tous les gaz de la combustion doivent traverser la matière à plusieurs reprises en différents points de celle-ci pendant qu' elle descend dans les espaces compris entre les parois en forme de jalou- sies chacune des parties de la matière est soumise à l'action des gaz.
En conséquencececi a lieu malgré la faible (ou moyenne) dimension de la matière traitée, que l'on ne peut pour aucune raison traiter en grande mas- se comme dans le cas avec de la matière en gros morceaux, nécessaire en géné- ral pour effectuer la calcination, car les gaz passeraient à travers des ca- naux se formant dans la masse, en laissant les autres parties insuffisamment traitées.
Pour assurer le libre déplacement de la matière descendant dans les espaces, la distance minimum comprise entre les parois en forme de ja- lousies doit être suffisante pour empêcher que la matière se coince en formant pont. La pratique a montré que cette distance doit être au moins cinq fois celle des plus gros morceaux contenus dans la matière. Du fait que la chambre de combustion est placée entre deux jeux de parois en forme de jalousies, on obtient une grande efficacité, car tous les produits de la combustion doivent traverser la matière à traiter et on peut maintenir les pertes de chaleur à un faible taux en donnant une épaisseur appropriée au garnissage 4 qui entou- re complètement les parois des zones actives.
En outre, le parcours tortueux des gaz de la combustion à travers la matière a pour résultat que celle-ci re- tire du gaz la plus grande partie de leur chaleur sensible avant qu'ils ne soient évacuée à travers le tuyau d'évacuation 17.
Le dispositif permet d'utiliser des combustibles solidesliqui- des ou gazeux, ce qui permet d'installer le four partout où se trouve de la matière fine qui autrement serait perdueen utilisant le combustible le plus approprié disponible dans la localité. De plus,le ralentissement et la remi- sa en marche:ne présentent pas de difficulté et l'on obtient rapidement la température du fonctionnement, même en partant d'un four froid., de sorte qu' il n'y a pas besoin de faire marcher le four pendant la nuit, ni de mettre son feu en veilleuse et qu'on peut le faire fonctionner par intervalles, conformé- ment à des arrivées faibles ou irrégulières de la matière.
Comme le montre le mode de construction représenté sur le dessin., l'appareil entier est ramassé, avec un système de support simple, ce qui permet facilement de le transporter de le monter et de le surveiller.
La matière traitée n'est pas souillée par les cendres résiduelles, comme cela est le cas lorsque l'on charge du combustible de façon intermitten- te avec la matière, et le refroidissement indirect au moyen des tubes 25, avant 1-'évacuation, y évite la recarbonisation de la matière qui pourrait résulter d'un contact avec l'air de refroidissement.
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OVEN.
The present invention relates to furnaces for heating, drying and calcining crushed ore rock or other crushed material and it is particularly suitable for materials of small size, such as are obtained in large quantities as residues in many limestone quarries all over the world. Material whose minimum dimension is greater than 7.5 cm. calcines easily and that whose maximum dimension is less than 0.625 cm. supplies the market with fine limestone, but in quarries mainly used to make calcined lime, large quantities of material between these two dimensions are generally rejected as residues and which cannot be sold.
The invention makes it possible to satisfactorily treat materials having these small dimensions, using walls in the form of Jalousies of construction known in themselves to contain a downward load. of material which is simultaneously subjected to the action of hot gases.
The oven according to the invention comprises two walls with louvers inclined inwardly and delimiting between them a space into which a load of material descends, means making it possible to load material at the top of said space, means making it possible to remove the material at the bottom, a combustion chamber adjacent to a lower part of one of the walls, a flue adjacent to the other wall and arranged between the lower part located opposite the combustion chamber and a part if killed higher in order to direct the hot combustion gases coming from the combustion chamber and which have passed through the lower part of said space ,, towards a place of the walls situated higher, to make them pass through said space in contrary.
The material included in the space between the walls in the form of jellies is thus subjected to the complete inaction of the temperature of the combustion gases in their first passage through this material the descent of the latter into said space subjecting each of these parties to Inaction of
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gases which are distributed transversely by the louvers and the subsequent passage of the gases in the opposite direction through the material helps to bring the latter to the temperature which it must finally reach in the lower part of the space.
This lower part will be referred to hereinafter as the "calcination zone". In general the material descends continuously, which can be achieved by means of a continuous discharge, and a uniform treatment is obtained as long as the descent is maintained. The loading must also be continuous and for this there is provided a hopper which itself is loaded continuously or intermittently, whichever is more convenient.
It is particularly advantageous, for the conservation of heat and the economy of construction, to place the hearth inside the material contained between the louvers, so that the gases first escape from the hearth in preparation for calcination, then return inward in their next passage through the material, and, for this purpose, there may be two complete sets of shutter-shaped walls separated by a central chamber in the lower part of which is the combustion chamber, with exterior flues directing the gases upward before they pass through the material in the upper part of the chamber.
Provision can be made for a new flow of the gases through further louvers directing them through the material so that as the gases cool they serve to heat (and, if necessary, dry) the material. before they come out of the oven. While in the calcination zone and in the one immediately preceding it, the blinds must be of refractory material, those of the preceding zones (heating or drying) can be of a metal such as cast iron, these blinds constituting the continuation of the space which is adjacent to the combustion chamber.
A system can be provided for cooling the material prior to its continuous discharge, for example by passing cooling gas (generally air) through the material. Although an even lower portion of the two louver-shaped walls, located below the level of the hearth, could be used to ensure the passage of cooling gas through the material itself, in a similar fashion. to that according to which the heating gases pass through it, it is preferable to provide cooling channels around which the material passes and which are traversed by the cooling gases. The air used for cooling can reach the previously heated fireplace.
The furnace can be given different dimensions at the request of users dealing with large or small quantities of material and, for this last purpose, the collected construction lends itself particularly well to intermittent use, since it can easily be brought to. the operating temperature, for example after having slowed down a solid fuel fireplace overnight or having kept a gas or oil heated fireplace at an appropriate low consumption.
A method of constructing a stove suitable for treating small quantities (although it is also applicable on a larger scale) will now be described in more detail, with reference to the accompanying drawing in which:
Figure 1 is an end elevational view of the complete oven and the auxiliary installation.
Figure 2 is a section on a larger scale, along line 2-2 of Figure 1.
Figure 3 is a horizontal section, 9 taken along line 3-3 of Fig 2.
Figure 4 shows a detail of Figure 2 on a larger scale.
The actual furnace 1 is rectangular and it is surrounded by steel sheets 2, suitably stiffened by means of angles 3. Inside a refractory lining 4 are two vertical sets of blinds A
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and B ;, kept at a distance from the ends of the lining by flues 5 and 6.
Each set of louvers comprises exterior louvers 7 and 8 and interior louvers 9 and 10, directed downwards, towards a vertical space II between them and the two sets are separated by a central vertical chamber 12. A refractory vault 13, arranged in the lower third of chamber 12, delimits a combustion chamber 14 and the adjacent louvers 7 and 9 are made of refractory brick enclosed in the sides of the lining 4. These refractory louvers rise above the level of the vault 13 up to a point where ¯ the exterior flues 5 are closed by refractory bricks 15.
Above this level, the blinds 8 and 10 are made of cast iron and, approximately in the middle of their height, the central chamber has a cast iron vault 16. Above this vault 16 is an outlet pipe 17 for the waste gases which leave the furnace through a duct 18 under the action of an exhaust fan 19 which sends them into the atmosphere through a chimney. - born 20.
A hearth or a burner is arranged in the chamber 14 and the arrangement is such that there is obtained, on each side of the furnace, a passage in four parts for the gases of the combustion5 which pass through the chamber. material between the lower refractory louvers 9 and 7 and rise in the lower flues 5 (calcination zone), then return inwards, through the.
material between the upper refractory louvers 7 and 9 to come into the central part of the chamber 12 located above the vault 13 (direction of precalcination), move outwards through the material included between the lower cast iron louvers 8 and 10, to open into the upper flues 6 and return through the material between the upper louvers 10 and 8 to end up in the central chamber part located above the cast iron roof 16 (heating and / or drying zone).
Drying may be necessary if the material has been washed to rid it of dust and soluble impurities as in the case where lime of relatively high purity is desired.
A hopper 21, mounted above the furnace 1, has a divided bottom 22, leading to each of the vertical spaces included between the louvers and it keeps the spaces full of material as the latter gradually descends due to its continuous discharge by means of a rotating shutter 23, smooth or with pockets, located at the base of the V-shaped discharge hopper 24 provided below the oven. The sides of the hopper 24 are pierced with openings 25 in the form of flattened tubular channels, leading to a chamber 26 from which air is sent to the atmosphere by an exhaust fan 27, passing through a chimney 28.
Part of the air can be used to supply the fireplace, either by means of the inlet pipe 29 of the fan 27, or separately by means of a pipe 30 (Fig. 4).
The zones of the refractory louvers can be limited and separated from one another by solid bricks 31 forming a continuation of the vertical spaces in which the material moves. Similar bricks 32 can join the bottom of the calcination zones to the discharge hopper 24.
A bottom feed device 33 can be used, the feed screw housing 34 and air line 36 of which pass through one side of the furnace to end in a grate 36 located in the bottom of the combustion chamber 14, and the usual charger discharge fan 37 can take the feed air from that which has been reheated by cooling the calcined product, for example in line 30, secondary air can be sent directly into the chamber. combustion 14 via an opening 38 made in the side of the refractory lining 4, this opening also being able to serve as a viewing hole. A door 39 is also provided for the evacuation of the clinker.
An oil or gas-heated fireplace can be used, or it can be lighted by hand with a suitable solid fuel, including wood, with a fireplace door provided for this purpose in a side wall of the trim. fireplace can still function as a semi-gasifier. If desired, more than one fireplace can be provided in the combustion chamber, including
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me for example in the case where the length of the blinds in the lateral direction is such that the capacity of the chamber exceeds that which can be served by a single oven.
Since all the combustion gases have to pass through the material several times at different points of it as it descends into the spaces between the lattice-shaped walls each part of the material is subjected to the action of gases.
Consequently, this takes place despite the small (or medium) dimension of the treated material, which for no reason cannot be processed in large quantities as in the case with large chunk material, which is generally necessary for perform the calcination, because the gases would pass through channels forming in the mass, leaving the other parts insufficiently treated.
In order to ensure the free movement of the downward material in the spaces, the minimum distance between the jellies-shaped walls must be sufficient to prevent the material from jamming while forming a bridge. Practice has shown that this distance should be at least five times that of the largest pieces contained in the material. Due to the fact that the combustion chamber is placed between two sets of walls in the form of louvers, a high efficiency is obtained, because all the combustion products must pass through the material to be treated and the heat losses can be kept at a low rate. by giving an appropriate thickness to the lining 4 which completely surrounds the walls of the active zones.
Furthermore, the tortuous path of the combustion gases through the material results in the latter removing most of its sensible heat from the gas before it is discharged through the exhaust pipe 17. .
The device allows the use of solid, liquid or gaseous fuels, which allows the furnace to be installed wherever there is fine material that would otherwise be wasted using the most suitable fuel available in the locality. In addition, slowing down and restarting: does not present any difficulty and the operating temperature is quickly obtained, even from a cold oven., So that there is no need to operate the furnace during the night, nor to put its fire on standby and that it can be operated at intervals, according to weak or irregular arrivals of the material.
As shown in the construction mode shown in the drawing, the whole apparatus is picked up, with a simple support system, which allows it to be easily transported, mounted and monitored.
The treated material is not soiled by residual ash, as is the case when fuel is intermittently charged with the material, and indirect cooling by means of the tubes 25, before discharge, y prevents recarbonization of the material which could result from contact with the cooling air.