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"Procédé pour la cuisson de ciment et d'un autre produit de frittage sur une bande de frittage**
L'invention a trait à un procédé pour la cuisson de ciment et d'un autre produit de frittage sur une bande de frittage.
Lors de la cuisson de ciment sur une bande de frittage ou sur une grille mobile, le produit brut transformé en granules est épandu, en combinaison avec un carburant à grains fine et à courte flamme,pour former une couche sur la grille. La couche se déplace loua une flamme d'allumage qui est dirigée depuis le haut aur la couche et cet ensuite soumise à un courant d'air qui est aspiré de haut en bas à travers la couche. Au lieu de mélanger le carburant aux granulée, on l'a déjà incorporé au produit brut avant la formation de granulée, si bien que chaque petit globe distinct du produit (granule) eat constitué par un mélange de produit brut et de carburant.
Ce dernier est donc réparti uniformément sur toute la masse du petit globe du produit, c'est-à-dire que le rapport entre le produit brut et le carburant se trouve, à l'intérieur du petit
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globe du produit,être le même qu'à sa surface extérieure.
En outre, on a également déjà procédé occasion- nellement de telle manière que l'on forme les granules d'abord sans carburant, puia qu'on les roule dans le carburant ou dans un mélange de produit brut riche en carburant, si bien que l'on obtient des petits globes du produit pour lesquels le carburant est introduit exclusivement dans la coque extérieure.
Aussitôt que la couche est enflammée et que le courant d'air a été introduit par le haut, il se forme d'abord, dans la partie supérieure de la couche, une sono incan- descente qui se corrode de plus en plue vers le bas. Si la couche parvient à l'extrémité de déversement de la bande, la sono incandescente se trouve dans la partie la plus inférieure de la couche. Dans le cas d'une coupe longitudinale à travers la couche se déplaçant lentement, la zone incandescente apparaît donc sous la forme d'une bande diagonale qui s'étend depuis l'extrémité d'alimentation jusqu'à l'extrémité de déversement obliquement de haut en bas à travers la couche. Au-dessus de la zone incandescente, se trouve la zone de refroidissement et, en-dessous, la zone de préchauffage.
Dans le voisinage de l'extrémité d'alimenta- tion, l'extension en hauteur de la zone de refroidissement est pratiquement égale à zéro et, dans le voisinage de l'extrémité de déversèrent, l'extension en hauteur de la zone de préchauf- rage est pratiquement égale & zéro. En ces deux endroits, se produisent obligatoirement de fortes pertes de chalour qui ne peuvent pas être évitées, dans le cas où l'on ne procède pas à des circonvolutions très incommodes de gaz ou à des dispositions analogues. Cependant, comme il est aisé de le voir, l'importan- ce de ces pertes va en diminuant relativement au fur et à mesure de l'augmentation de l'ép@@sseur de la couche.
Aussi est-on déjà parti de bandes de frittrge avec une épaisseur do couche allant jusqu'à un mètre.
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Lors de la cuisson de ciment et aussi d'un autre produit de frittage sur la grille, il s'est avéré que, lors de l'introduction de la quantité de carburant nécessaire théoriquement pour la calcination et pour le frittage, il se produisait très aisément une sur-cuisson du produit. Les gra- nules présentent, en certains endroits, en particulier sur leur coque extérieure, une fusion, alors que l'intérieur du grain distinct est encore resté & demi crû. Dans le cas où le Boyau du petit globe du produit contient également du carbu- rant. celui-ci n'est fréquemment cuit que partiellement. Des mesures ont indiqué que la température dans la zone incandea- cente était extrêmement élevée et qu'elle dépassait souvent 1700 .
Si l'on ne diminuait que d'un peu la quantité de carbu- rant, il se produisait une faible cuisson. Certes le produit était calciné, mais non plus fritte. Egalement une augmenta- tion ou une diminution des granules n'aboutissait pas au but envisagé. Dans le cas de plus grande granules, la fraction de la faiblo cuisson à l'intérieur des petite globes distincts du produit était plus grande, mais si, par contre, on choisissait de plus petite granules, la température dans la zone incandes- cente continuait à s'élever.
Le grain distinct présentait à nouveau sur la coque extérieure une fusion, alors que l'intérieur était resté à demi-crd. Il en est de même pour le choix d'un autre carburant. Si, par exemple, on choisit un carburant avec une fraction plus élevée on constituants volatils, la zone incan- descente devient considérablement plus large et les pertes des gaz d'échappement augmentent d'une façon disproportionnée.
Ces difficultés ne peuvent être évitées que lorsque l'on diminue la vitesse de l'air traversant la couche et, par suite aussi, la vitesse de déplacement de la grille dans une étendue non susceptible de se soutenir économiquement*
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Tout le processus de cuisson se déroule alors plus lentement et aussi bien la fusion sur le cote extérieur des grains distincte du produit que la partie demi-crue à l'intérieur de ces grains sont supprimes. Cependant, le rendement de la gril- le diminue fortement dans ces conditions.
La raison de cette tenue propre du produit lors du frittage sur la grille doit être considérée dans ce qui suit; la vitesse élevée de l'air détermine une transformation très rapide du carburant en acide carbonique. Les températures de combustion qui ne rencontrent dans ce cas sont corrélative- ment élevées. La vitesse de déplacement des calories depuis la surface extérieure du grain distinct du produit -sur cette surface extérieure se produit d'abord la combustion et en cet endroit ae dégagent les calories de la combustion- Jusqu'à son noyau ne peut cependant pas être augmentée à volonté.
Certes, cette vitesse de déplacement va en augmentant au fur et à mesure de l'augmentation de la différence de température entre la sur- face extérieure du grain et le noyau de ce grain, mais cependant pas suffisamment pour que la production d'une température sur- élevée soit évitée à la surface extérieure du grain.
Si le carburant est réparti sur toute la masse du petit globe du produit, la quantité de carburant dont on dispose sur la surface extérieure du grain distinct du produit d'abord pour la combustion, est certes plus faible et la tempé- rature qui y est provoquée n'est pas aussi élevée, mais la vites- se de déplacement des calories de la surface e xtérieure du petit globe du produit à sonnoyau est encore trop faible toujours, c'est-à-dire que l'effet de refroidissement du noyau encore froid sur la surface extérieure fortement chauffée est trop faible pour éviter la production de températures surélevées à la surfa- ce extérieure du grain.
La vitesse de combustion du carburant existant
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à l'intérieur du petit globe est relativement faible. La com- buation se met en marche uniquement lorsque la température en cet endroit m'est suffisamment élevée et aussi uniquement pour autant que l'air de combustion traverse la masse poreuse du produit jusque l'intérieur du noyau. Donc également la vites- se de déplacement des calories de la surface extérieure du petit globe du produit Jusqu'à son noyau est déterminante pour la mine en marche de la combustion.
Si cette vitesse est trop faible, le frittage à la surface extérieure est déjà terminé et les pores se ferment avant que le carburant ne se soit enflammé à l'intérieur du petit globe du produit, La conséquence en est obligatoirement une fusion à la surface extérieure et une absence de cuisson à l'intérieur du petit globe du produit.
Une cuisson en quelque sorte suffisamment uniforme du produit de frittage était obtenue uniquement lors- que l'on procédait à mélanger au produit brut frais un produit récupéré, c'est-à-dire un produit dont la cuisson est finie* Par ailleurs, on devait également augmenter la quantité inoor- porée du carburant, mais cependant dans la proportion telle que celle nécessaire au chauffage du produit récupéré à la tem- pérature de frittage. La quantité considérable de carburant qui était nécessaire pour éliminer du produit brut l'acide car- bonique, était supprimée pour la fraction de produit récupéré du mélange produit brut-produit récupéré.
Par ce mode de tra- vail, on obtenait que les calories produites par la combustion se répartissent sur une plus grande quantité du produit, si bien que des températures surélevées pouvaient être évitées,
Par ailleurs, la quantité nécessaire du pro- duit récupéré était considérable. D'une manière générale, un rapport entre le produit brut et le produit récupéré de 1 s 1 était nécessaire, si bien que la quantité totale de carburant calculée sur la quantité du produit fini (déduction faite de
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de la fraction de produit récupéré) n'était pas légèrement supérieure à ce qu'elle cet lora de la cuisson sans produit récupéré.
C'est ici qu'intervient la présente invention .
Celle-ci réside essentiellement dans le fait de travailler sans produit récupéré et d'utiliser, à la place de l'air de combus- tion, un mélange d'air et de gaz brûlés. Cette disposition offre divers avantages. Par les gaz brûlée mélangea, on peut, de même que dans le cas du mélange du produit récupéré avec du produit brut, diminuer la température des gaz produite de la combustion, et ce dans une mesure qui est aisément réglable à tout instant pendant le fonctionnement. Une augmentation de la consommation de carburant, comme lors du fonctionnement avec du produit récupéré, ne se produit pas, parce que les gaz d'échap- pement de la grille de frittage sont à nouveau mélangés dans le circuit de l'air de combustion.
Pour autant que ces gaz d'échap - pement ont donc une température plus élevée à ce qu'elle est lors du fonctionnement avec de l'air seul, leurs calories sensi- bles peuvent être rendues utilisables dans le procédé de travail lui-même.
Dans le cas de bandes de frittage, il est usuel de subdiviser le caisson d'aspiration sous la grille, pour utiliser dans différents buts les gat d'échappement se pré- cipitant en des endroits différents de la grille. En particu- lier, il ert également connu d'utiliser pour le préchauffage ou pour le léchage du produit brut les gaz d'échappement provenant des caissons partiels d'aspiration dans le voisinage de l'extré- mité de déversement de la grille, caissons qui sont particulière- ment chauds. Conformément à l'invention, il est actuellement proposé de mélanger ces gaz d'échappement particulièrement chaude de préférence à l'air frais, alors que les gaz d'échappement plus froids provenant des autres caissons partiels d'aspiration sont
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dirigés dans la cheminée.
Ceci contribua considérablement à l'économie thermique du procédé conforme à l'invention.
La rétrogradation des gaz d'échappement dans le foyer est connue en soi dans le cas des procédés les plus divers de travail. Elle sert soit à protéger contre la cala- mine des éléments de la conatruction qui sont soumis particu- lièrement fortement aux gaz du foyer, soit à pouvoir maintenir des températures déterminées de traitement d'un produit. Cepen- dant, dans le cas présent, on ne savait pas pour quelle raison. lors de la cuisson du ciment sur la grille qui subit en soi des températures très élevées (environ 1500 ), il se produisait partiellement une sur-cuisson et partiellement une sous-cuisson.
La notion suivant laquelle, dans les conditions qui se produi- sent lors de la cuisson du ciment sur la grille, une diminution des calories produites de la combustion à l'endroit de leur dégagement était appropriée pour éviter les inconvénients men- tionnés ci-dessus, fait partie de la présente invention. Seule cette notion permettait la proposition conforme à l'invention d'utiliser des moyens connus en soi d'étouffemont en mélangeant les gaz brûlés à l'air de combustion.
Le fait de mélanger des gaz inerte., en par- ticulier des gaz d'échappement, à l'air de combustion est con- nu, non seulement pour les foyers les plus divers, mais encore dans le cas de bandes de frittage, en particulier lorsque les bandes de frittage sont utilisées dans un procédé à plusieurs couches, donc c'est-à-dire lorsque le même produit se déplace plusieurs fois à travers le four, par exemple d'abord dans une couche supérieure pour le pré-chauffage du produit, puis dans une couche inférieure pour la finition de la cuisson Mais, suivant l'expérience, un procédé de ce genre entraîne l'utili- sation d'une grande quantité de carburant, parce que l'ensemble du produit doit chaque fois être chauffé deux fois.
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En outre, dans le cas de grillée de frittage, il est connu de subdiviser l'espace situé sous la grille en un grand nombre de chambres et, hors de chacune de ces chambres, les gaz d'échappement qui s'y précipitent sont aspirés séparément des gaz d'échappement des autres chambres. Au-dessus de la grille, est monté un capot de chauffage sur lequel est dirigé le carburant sous la forme d'une flamme, qui est fournie par exemple par un gaz susceptible de brûler et par de l'air de l'une des chambres sous la grille. De cette manière, on arrive bien à maintenir une température déterminée dans la couche à cuire, mais le dispositif et, par voie de conséquence, également le procédé de cuisson sont alors très compliqués, si bien que, déjà pour cette seule raison, une comparaison avec l'objet de l'invention est difficilement possible.
Lors du procédé mis en oeuvre suivant l'inven- tion, vis-à-vis de ces procédés de cuisson et encore d'autres procédés connus, pour la première fois, le produit récupéré, qui est sans cela mélangé au produit de cuisson, est remplacé, pour diminuer la température trop élevée pour la cuisson du ciment, dans la couche de traitement, par un mélange de gas inertes, en particulier de gaz d'échappement.