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Procédé et dispositif pour la fabrication continue de coke.
Dans le procédé pour la fabrication continue de coke suivant le brevet principal on fait subir à la matière.à cokéfier, en stades successifs, un séchage, un préchauffage, une pyrolyse et un refroidissement par circulation de gaz à travers la'matière qu'on déplace ,d'un stade au stade suivant, en lui imprimant un mouvement d'avancement soit continu, soit discontinu avec arrêt à chaque stade.
Le 'brevet principal et ...on premier brevet de perfectionnement décrivent à cet effet un dispositif dans lequel essentiellement, sur un support d'un transporteur sans fin compre-
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nant une suite de chariots juxtaposés, ouverts vers le haut et pourvus au fond d'une grille,il comporte une suite de paires de caissons fixes supérieurs et inférieurs qui sont ouverts l'un , vers l'autre et constituent avec les parois des chariots des enceintes do réaction fermées, susceptibles d'être parcourues par des gaz qui traversent verticalement la matière à traiter contenue dans les chariots et assurent les échanges thermiques nécessaires, pendant que les chariots passent successivement d'une paire de caissons a la paire suivante.
Le nombre de ,paires de caissons correspond au moins à celui des différents stades de pyrolyse de la matiere à cokéfier et des premiers stades de refroidissement du coke, mais on peut prévoir un nombre de paires de caissons tel que le stade évent'uel de séchage de la matière, le stade de préchauffage de celle-ci, ainsi que le ou les stades de refroidissement ultérieurs, puissent également se faire sur le transporteur dans des enceintes comportant des paires de caisson
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:,1 présente invGn1on est basée sur le fait qu'on a tr(.:nv. t possible de -aiter d'autres matières que du ehi,,y L.7,r ...:,... %tre transi..9 en coke métallurgique suivant le prirh"i pa de ... p'-d et du dispositif décrit.
6,.t 'lW: l1.'âsente invention et conformément au procédé suivant le brevet 3rx:oipal, on fait subir à une matière minérale ou d . , ;:nélB.n . tlères minérales un traitement thermique continu en t8d<. ;;5ii's, comprenant un prJchaurfa;e, 'des réac- tions thermiques, :idissement et éventuellement un séchage préliminaire, par .s : / circulation de gaz à travers la matière minérale ou If ru--!lange de matières minérales pendant qu'on déplace la matière ou la mélange d'un stade au 'stade suivant.
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On soumet à ce traitement thermique, de préférence, soit une matière minérale qui se présente en forme de petits fragments calibrés ou en forme granulaire et alors mélangée avec un liant pour constituer une pâte destinée à être subdivisée avant la prise du liant, soit un mélange de matières minérales, avan- tageusement aggloméré en "pellets", ,
Le méange de matières minérales peut comporter d'une part un minerai contenant un oxyde, éventuellement un hydroxyde d'un métal lourd, tel que du fer et d'autre part un charbon coké- fiant dont le pouvoir de gonflement peut être quelconque.
On a en effet constaté que la juxtaposition de certains minerais et de charbon gras en mélange intime dans les pellets modifie fortement la courbe dilatométrique du charbon, de sorte que dans le procédé suivant l'invention, des charbons peuvent être utilisés qui ne conviendraient pas pour la cokéfaction dans un four à coke courant, parce qu'ils gonfleraient exagérément et exerceraien,, des poussées destructives sur les parois du four.
On peut faire subir un traitement thermique en stades successifs à des mélanges comportant par exemple 25 à 55% de minerait et 45 à 75% d'un charbon gras cokéfiant. Les différents stades comprennent, après un stade de séchage éventuel, un stade de pré- chauffage capable de porter le mélange à une température de l'or- dre de 250 à 300 C, à laquelle le charbon ne subit pas de décom- ; position notable, un stade aans lequel le mélange est chauffé à une température de l'ordre de 500 C, à laquelle le charbon est soumis à unapyrolyse partielle, dite de basse température avec dégagement de gaz riches contenant principalement des hydrocar- bures.
Dans le stade suivant le mélange atteint une température d'environ 1000 C, à laquelle le charbon subit unepyrolyse dite de haute température avec dégagement d'un gaz relativement pauvre,
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contenant essentiellement. de l'hydrogène et le minerai une réduc - tion partielle notable qui lui fait perdre environ 55 à 60% de son oxygène primitif. Suivant alors plusieurs stades de refroidisse- ment successif au moyen de gaz réutilisés dans les stades précé- dents..On obtient ainsi des produits dans lesquelles la cohésion est assurée par la matière carbonée, plus particulièrement par le coke finement réparti entre ce qui reste du minerai et le métal réduit.
Cette cohésion donne au produit une résistance à l'écra- sement suffisante pour pouvoir le passer au haut fourneau en vue de la production de fonte.
Si la teneur du mélange de départ en minerai est rela- tivement basse, environ 25 à 35% sur 65 à 75% de charbon, on ob- tient un produit connu sous le nom de "ferron-coke".
Quand on choisit un mélange plus riche en minerai, environ 45 a 55%, auquel on peut ajouter à côté du charbon gras encore d'autres matières minérales, telles que du calcaire pul- vérisé, on obtient par le procédé décrit un produit proposé en sidérurgie sous le nom de "pellets mixtes".
Dans une forme d'exécution du procédé quelque peu mo- difié, on traite un mélange de minerai et d'une matière carbonée quelconque, non cokéfiable pendant l'opération et pouvant consis- ter en charbon maigre, semi-coke ou coke pulvérulent, avantageuse- ment en présence de calcaire pulvérisé.
Dans ce cas, la teneur du mélange en minerai peut atteindre 85%.Le traitement thermique est quelque peu simplifié par rapport à ce qui précède et'ne comporte ,à côté d'un stade de séchage éventuel, que des stades de préchauffage aont un premier porte la température à environ
550 à 600 C et un second à environ 9500C, un stade dans lequel la température du mélange atteint 1200 a 1250 C, stade dans lequel le minerai est privé d'environ 80% de son oxygène primitif par
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faction réductrice de la matière oaroonée, ainsi que plusieurs stades de refroidissement. Le produit obtenu doit sa cohésion à l'interpénétration du minerai réduit en métal et de la gangue fondue. 11 est connu sous.le nom de "pellets préréduits".
Les produits obtenus suivant le procédé décrit constituent une matière première de grande valeur pour alimenter les hauts 'fourneaux. Leur utilisation entraîne une réduction sensible de la quantité de coke métallurgique nécessaire dans le haut fourneau, ainsi qu'une diminution considérable du volume que le minerai à traiter y occupe. En outre, des matières telles que las pellets mixtes et les pellets préréduits ont une conduc- tibilité calorifique sensiblement meilleure que le coke, d'où il résulte une réduction de la durée des opérations. Tous ces facteurs concourent à augmenter considérablement la capacité de production des hauts fourneaux.
Jusqu'à présent la fabrication de produits tels que le ferro-coke, le/pellets mixtes et les pellets préréduits était malaisée, faute d'appareils convenables dans lesquels peut être réalisée une atmosphère neutre ou réductrice. Les batteries de fours à coke habituels, bien qu'elles offrent cette atmosphère, n'entrent pas en ligne de compte, entre autres pour la raison que les matières céramiques réfractaires constituant le revêtement. de ses chambres,seraient très rapidement détruites au contact avec les minerais chauds et par la formation de silicates de fer, Le' procédé suivant la présente invention remédie à ces difficultés en rendant l'obtention de ces produits techniquement possible.
Ce procédé peut encore être étendu au traitement ther- mique de matières minérales telles que La pierre calcaire, notam- ment de la pierre calcaire subdivisée en petits fragments, inutili- sables dans les fours à chaux habituels. Le procédé comporte alors
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des stades de séchage et de préchauffage au moyen de gaz chauds provenant du stade de décomposition thermique, dans lequel la matière est portée à une température de 950 à 1000 C par la combus- tion d'un combustible gazeux ou liquide en présence d'air préchauf- fé, ainsi que plusieurs stades de refroidissement, dans lesquels de l'air insufflé traverse la matière pour passer ensuite au stade de décomposition thermique où il sert d'air secondaire préchauffé.
On pourrait évidemment réaliser la température de décomposition du calcaire au moyen d'une matière carbonée mélangée au départ avec la pierre calcaire et brûlée au stade de décomposition à l'aide d'air préchauffé , mai s'dans ce cas la chaux serait souillée par les cendres de ia matière carbonée.
Cette extension du procédé suivant l'invention ne vise moins de supplanter le procédé oourant de la cuisson du calcaire dans les fours à cuve que de créer la possibilité d'utiliser ra- tionnellement les parties fines du.calcaire qui se produisent nécessairement dans toutes les carrières, ou de pouvoir exploi- ter économiquement des gisements de calcaire à bancs fortement crevassés, ne fournissant pas ou peu de blocs convenant pour le four à cuve.
La mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus en plusieurs variantes se fait au moyen d'un dispositif qui dérive de celui faisant l'un des objets du brevet principal et de son premier brevet de perfectionnement. En ce qui concerne plus particulière- ment l'obtention de ferro-coke ou de pellets mixtes, elle pourrait se faire aisément dans le dispositif décrit pour la fabrication continue de coke, mais comme pour l'obtention de ferro-coke ou de pellets mixtes, la quantité de charbon cokéfiable à mettre en oeuvre est réduite par rapport à celle que l'on doit prévoir pour la fabrication continue de coke, il est avantageux d'apporter au
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dispositif quelques modifications qui sont comprises dans ce qui sera exposé ci-dessous.
Les différents circuits de gaz , sont en principe maintenus dans le dispositif modifier le chauffage de la matière aux stades de pyrolyse à basse température et de pyrolyse à haute température de la matière carbonée se faisant toujours au moyen des gaz dégagés pendant ces stades. Dans le dispositif modifié convenant pour l'obtention de pellets pré- réduits et pour le traitement thermique d'une matière minérale telle que la pierre calcaire, les circuits de gaz sont adaptés au fait que l'opération ne produit plus de,gaz combustible et que la chaleur nécessaire au stade de réaction à haute tempéra- ture doit être apportée par la combustion, d'un combustible gazeux ou fluide venant de l'extérieur.
En outre, la présente invention se rapporte encore à des perfectionnements de détails des formes d'exécution du dispositif convenant soit pour la fabrication continue de coke, soit pour l'obtention de ferro-coke, de pellets mixtes ou de pellets préréduits.
Conformément à l'invention, un dispositif modifié con- venant plus particulièrement à l'obtention de ferro-coke et de pellots mixtes, comporte six paires de caissons fixes supérieurs et inférieurs sur le transporteur sur lequel les chariots chargés de pellets d'un mélange do minerai et c4arbon cokéfiant sont avan- cés périodiquement d'un stade au stade suivant.
La première paire de caissons sert au stade de séchage de la matière et est pourvue de préférence dans le caisson infé- rieur d'un brûleur alimenté d'un gaz dégagé dans un stade ulté- rieur et brûlant dans de l'air aspiré par un ventilateur qui est raccordé au caisson supérieur et rejette dans l'atmosphère les produits de combustion et les buées de vapeur provenant de la matière à sécher.
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La seconde paire de caissons sert au stade de préchaur. fage de la matière et est alimentée d'un gaz inerte, pouvant être constitué d'air progressivement privé de son oxygène, qui passe en circuit fermé entre cette paire de caissons et la sixième paire de caissons servant au dernier stade de refroidissement, et tra- verse en partie un échangeur de chaleur dans lequel il est en cnntact avec un gaz plus chaud, avant de rentrer par le caisson supérieur de cette seconde paire de caissons.
La troisième paire de caissons sert au stade de pyrolyse du charbon dite à basse température, dégageant des gaz riches comprenant principalement des hydrocarbures qui, après refroidis- sement et passage dans un dégoudronneur et prélèvement de la par- tie de gaz excédentaire, sont réchauffes 'en les faisant passer, en partie par la cinquième paire de caissons servant au premier refroidissement de la matière, ou en partie par un échangeur de chaleur dans lequel ils rencontrent un gaz chaud. Les gaz ainsi réchauffés sont réintroduits dans le caisson supérieur de cette troisième paire de caissons en vue d'y porter le mélange à traiter à la température de pyrolyse dite à basse température.
La quatrième paire de caissons sert au stade de pyro - lyse à haute température du charbon, ainsi qu'à la réduction par- tielle du minerai et comporte dans le caisson supérieur des brûleurs alimentés de gaz produits dans un ou plusieurs des stades et produisant, en présence d'un minimum d'air comburant, des flam- mes dirigées vers le bas pour porter la matière en traitement à température requise.
Les gaz de combustion mélangés aux gaz pauvres dégagés par la pyrolyse et aux gaz provenant de la réduc- tion du minerai, contenant du mono- et du dioxyde de carbone, sont recueillis dans le caisson inférieur et amenés dans l'échan- geur de chaleur où ils sont refroidis et dont une partie est uti-
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Usée, le cas échéant en commun avec une partie des gaz riches, à l'alimentation des brûleurs de cette quatrième paire de cais- sons.
Dans une autre forme d'exécution du dispositif suivant l'invention, convenant à l'obtention de pellets préréduits, celui- ci comporte six paires de caissons fixes supérieurs et inférieurs sur le transporteur sur lequel les chariots chargés de pellets de minerai et d'une matière carbonée non confiante, sont avancés, périodiquement d'un stade au stade suivant. Les caissons infé- rieurs de la troisième et de la quatrième paire sont reliés direc- tement entre eux.
La première paire de caissons sert comme ci-dessus au stade de séchage de la matière, mais cette fois au moyen d'air qui a traversé la sixièmepaire de caissons servant au dernier stade de refroidissement,a été réchauffé en outre dans un échan- geur de chaleur et est aspiré à travers cette première paire de caissons par un ventilateur qui le refoule à l'atmosphère.
La seconde paire de caissons sert à un premier stade de préchauffage de la matière et est reliée en circuit fermé avec la cinquième paire de caissons servant au premier stade de re- froidissement, au moyen d'une conduite reliant les caissons supérieurs des deux paires de caissons et d'une seconde conduite reliant les caissons inférieurs de ces deux paires et comportant un ventilateur qui refoule un gaz neutre refroidi de la seconde paire de caissons vers la cinquième paire et de celle-ci le gaz neutre réchauffé vers la seconde paire de caissons.
La troisième paire de caissons sert 4 un second stade de préchauffage de la matiere au moyen de gaz chauds qui passent directement du caisson inférieur de la quatrième paire de caissons au caisson inférieur de cette troisième paire de-caissons et sont
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évacués du caisson supérieur de cette dernière paire en traver- sant d'abord l'échangeur de chaleur parcouru par l'air venant de la sixième paire de caissors et allant vers la première paire, et ensuite un échangeur de chaleur parcouru par de l'air destiné à servir d'air comburant préchauffé dans la quatrième paire de caissons.
La quatrième paire de caissons sert au stadu de réaction entre le minerai et la matière carbonée en vue de réduire le mine- rai et de fondre la gangue au moins partiellement, et comporte dans son caisson supérieur des brûleurs alimentés d'un combustible li- quide 'ou gazeux et produisant des flammes dirigées vers le bas pour porter le mélange à la température requise,en présence d'une quantité réduite d'air comburant.
Le brevet principal prévoit déjà de couvrir la matière a traiter d'une couche de matière carbonée s'enflammant aisément au stade de pyrolyse à haute température, à l'effet de créer une atmosphère réductrice dans le sein de la matière en réaction qui est parcourue par les gazde combustion, et d'accoler à cette fin une trémie spéciale aux trémies de chargement des chariots.
Dans le dispositif adapté à l'obtention de pellets préréduits, il peut être avantageux de détacher cette trémie spéciale des autres trémies et de la placer au-dessus du sas séparant la troisième de la quatrième paire de caissons et de débiter la matière carbcnée sur la matière en traitement pendant que les chariots traversant le sas lorsqu'ils sont avancés d'une paire de caissons à l'autre.
Une forme d'exécution du dispositif suivant l'invention, convenant particulièrement au traitement thermique de la pierre cal- caire en forme de petits fragments ou en forme d'agglomérés de granules, comporte encore six paires de caissons fixes supérieurs et inférieure sur le transporteur sur lequel les chariots chargés
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sont de préférence avancés en mouvement continu d'un stade à l'autre Les caissons supérieurs de la troisième et de la quatrièmepaire de caissons constituent alors avantageusement une hotte unique brûleurs alimentés d'un combustible fluide ou gazeux.
La première paire de caissons sert au premier préchauf- fage de la matière à traiter et à cet effet son caisson inférieur est relié par une conduite au caisson inférieur de la troisième paire pour recevoir des gaz chauds, et son caisson supérieur est relié à une conduite qui mène vers l'atmosphère extérieure et comporte un cyclone destiné à capter les poussières de pierre calcaire entraînées par l'air évacué,
La seconde paire de caissons sert au second préchauffage de la matière à traiter et son caisson inférieur est relié par une conduite au caisson correspondant de la quatrième paire de cais- sons pour recevoir des gaz très chauds, et son caisson supérieur est relié à une.conduite qui va vers un appareil de séchage de la matière disposé en amont du transporteur,
et comporte un cy- clone retenant les poussières de la pierre calcaire entraînées par le gaz abandonné à l'atmosphère extérieure.
Les troisième et quatrième paires de caissons servent, à la décomposition thermique de la pierre calcaire au moyen des gaz de combustion provenant des flammes développées par les brûleurs.
La cinquième paire de caissons sert au premier refroidis- sement de la matière maintenant constituée de chaux vive*.L'un des caissons est relié par une conduite au caisson correspondant de la sixième paire de caissons et l'autre caisson relié par une conduite débouchant, en vue d'amener de l'air comburant pré- chauffé, près des brûleurs de la hotte constituant le caisson commun supérieur de la troisième et la quatrième paire de cais- sons. La conduite entre la cinquième et la sixième paire de
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naissons comporte un cyclane destiné à retenir les poussières de chaux vive entraînées par l'air venant de la sixième paire de caissons.
La sixième paire de caissons sert au dernier refroidis- sement de la matière. L'un des caissons est relié au cyclone dis- posé entre la cinquième et la .sixième paire, et l'autre caisson peut être pourvu d'une soufflante ,aspirant de l'air frais qui traversera successivement la sixième et la cinquième paire de caissons avant de servir d'air comburant préchauffé dans la hotte commune des troisième et quatrième paires,de caissons.
Quand ce dispositif sert au traitement de piètre cal- caire en petits fragments, il comporte un crible classeur. Celui- ci est disposé à l'endroit de chargement des chariots et est apte à délivrer dans ceux-ci des couches successives de calibres de fragments de plus en plus gros. Les calibres les plus gros se trouvent alors dans les couches supérieures de la charge des chariots et sont de ce fait exposés dans les paires de caissons ae décomposition thermique aux gaz de combustion les plus chauds.
Ainsi, la décomposition thermique des différents calibres de la pierre calcaire s'achève simultanément. Les calibres trop fins sont retenus par le crible et destinés à rejoindre les poussières captées par les cyclones disposés en aval de l'appareil de séchage , et de la paire de caissons servant au premier préchauffage de la matière.
Le transporteur du dispositif adapté au traitement ther- ,nique de la pierre calcaire comporte à l'une de ses extrémités un tourteau moteur entraînant les chariots en un mouvement d'avance- ment continu et, avantageusement, à l'autre extrémité un simple rail courbe à contre-rail amenant les chariots de l'une à l'autre ligne d'avancement.
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Dans toutes les formes d'exécution du dispositif, les chariots comportent un châssis creux qui est susceptible d'être refroidi par injection d'air et a la forme d'un cadre sur lequel sont placés les barreaux de la grille et montées des parois en tôle convenablement calorifugée. Les chariots de'charge, destinés à recevoir comme matière de charge des pellets mixtes, des pellets préréduits ou une matière minérale susceptible de .subir une décom- position thermique ne comportent avantageusement que deux parois longitudinales, de sorte que les chariots de charge juxtaposés constituent un chenal continu, interrompu par l'intercalation de chariots de sas possédant quatre parois qui sont fermées au-dessus, quand les paires de caissons fixes sont séparées entre elles par un sas,
et le mouvement d'avancement dea chariots se fait périodi- quement d'une paire de caissons à l'autreLes faces intérieures des parois des paires de caissons fixes et des parois longitudi- nales des chariots de charge, ainsi que les faces extérieures des parois de front des chariots de sas, comportent une couche de ma- tière calorifugeante recouverte d'une couche de matière céramique réfractaire à la chaleur.
Bien que, dans la zone des paires de caissons fixes, l'avancement des chariots se fasse par glissement, des rails pour le roulement des galets des chariots sont prévus et montés sur des longerons par l'entremise de rondelles bombées. Ces rondelles agissent comme ressorts et peuvent reprendre une partie du poids des chariots, à l'effet de réduire la résistance à l'avancement créée par les bandes de glissement et d'étanchéité fixées aux bords supérieurs et inférieurs des parois longitudinales des chariots et des caissons supérieurs et inférieurs.
Ces bandes de glissement sont avantageusement pourvues de rainures longitudinales aptes à ' être parcourues par un gaz froid, Comme gaz, on choisit de préfé-
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rence un gaz neutre dégagé pendant le traitement thermique de la matière et se trouvant sous une pression quelque peu supérieure à celle régnant dans les paires de caissons fixes. Ainsi, le gaz remplissant les rainures préserve les enceintes de réaction de la rentrée d'air en cas de mauvaise étanchéité entre les bandes de glissement, car le gaz neutre passerait à l'intérieur des en- ceintes avant l'air, et en cas de fuite vers l'extérieur, le gaz neutre empêcherait les gaz de l'enceinte qui peuvent être combus- tibles, de passer vers l'extérieur.
Pour le curage de ces rainures, certains chariota, par exemple les chariots de sas lorsqu'ils sont présents parmi les chariots juxtaposés, sont pourvus de doigts racleurs.
Lorsque plusieurs chariots occupent une paire de cais- sons et sont périodiquement déplacés à la paire de caissons sui- vante, il est avantageux de prévoir un mécanisme d'avancement indépendant des tourteaux. Ce mécanisme peut comporter des vis disposées parallèlement au transporteur et entraînées en rota- tion par un moteur dans un sens ou l'autre et, sur chaque vis, ' un curseur portant un doigt mobile, apte à se redresser et à se placer contre le dernier des chariots juxtaposés sur la ligne d'avancement supérieure du transporteur pour faire avancer, par le déplacement du curseur, tous les chariots d'une paire de cais- sons à la paire suivante quand les vis tournent dans un des sens de rotation, et à s'abaisser ensuite quand les vis tournent dans l'autre sens pour ramener le curseur à sa.position de départ.
Ce mécanisme d'avancement libère les tourteaux de la lourde tâche d'assumer le déplacement des chariots à travers les paires de caissons fixes, ce qui permet de les aménager spéciale- ment pour convenir à leur autre tâche qui est de faire passer les chariots de l'une à l'autre des lignes d'avancement du
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transporteur, supérieure et inférieure. conformément à l'inven- tion, les tourteaux comportent un moyen d'entraînement en rota- tion continue, ainsi que des moyens d'éclusas. qui arrêtent les trains de chariots juxtaposée devant le tourteau aval et ne laissent passer à chaque tour de rotation des tourteaux aval et amont qu'un petit nombre déterminé de chariots isolés, par exem- ple 1 à 4 chariots.
D'une part, les moyens d'éclusage comprennent avantageu- semant des butées cylindriques qui sont montées librement sur des axes transversaux fixes à l'intersection d'une ligne d'avancement du transporteur et d'un tourteau et destinées à entrer en contact avec les galets des chariots se trouvant sur une ligne d'avance- ment, en vue de défendre à ces chariots l'accès au tourteau.
D'autre part, les tourteaux sont pourvus à leur pourtour d'une paire d'encoches pour chaque chariot devant par tour de rotation d'un tourteau passer sur ce dernier. En présence d'une première encoche dans un tourteau, les galets (ou contregalets) avant d'un chariot peuvent s'engager dans cette encoche et passer par-dessous les butées cylindriques, et ensuite les galets (ou contre-galets) arrière du chariot dans la seconde encoche et passer également par-dessus les butées cylindriques. Le chariot, ainsi pris en charge par le tourteau, est délivré par celui-ci librement sur l'autre ligne d'avancement dù transporteur*
Pendant le passage sur le tourteau aval, les chariots de charge d'un train de chariots sorti du dernier stade de refroi- dissement doivent vider leur contenu dans une trémie de réception et de concassage de la matière traitée.
Comme les chariots de charge ne possèdent pas de parois transversales et forment un chenal continu entre deux chariots de sas, et comme par le trai- tement thermique que la matière à subi , celle-ci peut être prise
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en masse pour former un seul bloc s'étendant sur plusieurs cha- riots, la vidange de ceux-ci peut être malaisée, irrégulière at brutale. Les moyens d'éclusage décrits ci-dessus suppriment ces difficultés. En effet, l'engagement des galets (ou contre-galets) avant d'un chariot dans les encoches du tourteau aval donne à ce chariot une 'inclinaison par rapport aux chariots qui se trou- vent encore sur-la ligne d'avancement supérieure du transporteur.
Par cette inclinaison, une cassure est amorcée dans le bloc de matière, cassure qui est transformée en un cisaillement franc quand les galets (ou contre-galets) arrière s'engagent à leur tour dans les encoches du.tourteau, de sorte que chaque chariot déverse dans la trémie de réception une partie du bloc de matière pendant qu'il passe sur le tourteau aval.
Au tourteau amont, les moyens d'éclusage sont disposés au niveau de la ligne d'avancement inférieur du transporteur et permettent de faire remonter, par le tourteau, un à un les chariots vides devant constituer un nouveau train de chariots jux- taposés sur la ligne d'avancement supérieure.
Les dessins annexés représentent à titre d'exemple plusieurs formes d'exécution de l'invention.
La Fig. 1 est une vue schématique du dispositif suivant l'invention adapté au traitement thermique de "pellets"de mélanges de minerais et de charbon cokéfiant; la Fig. 2 est une vus schématique d'un dispositif con- venant plus spécialement au traitement thermique de pellets de mélange de minerais et d'un charbon non cokéfiant ; la Fig. 3 est une vue schématique du dispositif suivant l'invention modifié pour le traitement thermique d'une matière minérale telle que la pierre calcaire;
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la Fig. 4 représente une coupe verticale à travers une paire de caissons fixes supérieur et inférieur entre laquelle des chariots à charge peuvent être déplacés; . la Fig.5 est une vue partie en plan' et partie en coupe du châssis d'un chariot; la Fig. 6 est une coupe suivant la ligne VI-VI de la Fig. 5 ;
la Fig. 7 montre le montage élastique des rails sur lesquels s'avancent les galets des chariots; les Figs. 8 et 9 sont des coupes verticales à travers les bandes de glissement ; la Fig. 10 représente un mécanisme d'avancement des chariots; la Fig. 11 montre une partie d'un tourteau aval avec les moyens d'éclusage individuel des chariots, et la Fig. 12 est une vue analogue à la précédente d'une partie d'un tourteau amont.
Rappelons d'abord que le brevet principal et son premier brevet de perfectionnement se rapportent à un procédé pour.la fabrication continue de coke métallurgique, d ans lequel la matière à traiter est déplacée successivement au travers d'enceintes fer- mées pour y subir en différents stades des opérations telles qu'un séchage éventuel, un préchauffage, une décomposition pyrolytique à une température relativement basse, une décomposition pyrolytique à une température sensiblement plus haute et des refroidissements successifs, au moyen de gaz qui traversent la matière en traitement en un sens vertical, soit pour lui apporter les calories néces- saires et se mélanger aux gaz chauds dégagés pendant des stades de décomposition pyrolytique, soit pour évacuer les calories se dégageant pendant les stades de refroidissement,
en vue de les
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réintroduitre dans le procédé dans des stades précédents,
Comme exposé ci-dessus, la présente invention a'pour objet un procédé qui étend le procédé antérieur.rappelé au traitement thermique de mélanges de matières minérales ou à celui de matières minérales non carbonées, au moyen d'un dis- positif qui dérive de celui décrit et représenté en différentes formes d'exécution dans le brevet principal et son premier brevet de perfectionnement. Pour faciliter la comparaison entre ce der- nier dispositif et celui suivant la présente invention, les réfé- rences 1 à 114 ont dans tous les cas la même signification, et seulement les références à partir de 115 sont particulières au cas nouveau suivant la présente invention.
Ainsi, le dispositif de la présente invention comporte dans les différentes formes d'exécution suivant les figures 1, 2 et 3, tout comme le dispositif antérieur, des chariots 1 qui sont ouverts en haut et pourvus au fond d'une grille, et destinés à recevoir la matière à traiter. Ils sont étroitement juxtaposés l'un à l'autre, au moins quand il se trouvent sur la ligne d'avan- cement supérieure d'un transporteur qui est pourvu d'un tourteau amont 2 et généralement d'un tourteau aval 3 (Figs. 1 et 2), ainsi que de plusieurs paires de caissons fixes, dont chacune comporte, de part et d'autre de la ligne d'avancement, un caisson supérieur 8 et un caisson inférieur 9. Avec les parois longitudinales de plusieurs chariots juxtaposés, chaque paire de caissons constitue une enceinte de réaction étanche, correspondant à un des stades de traitement.
Les différentes paires de caissons peuvent être accolées l'une à l'autre (Fig. 3) ou être séparées par un sas 10 (Figs. 1 et 2) occupé par un chariot de sas fermé de toutes parts et y formant un bouchon étanche. Ces chariots de sas sont inter- calés à distance convenable entre les chariots 1, de charge .
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Près du tourteau amont 2 sont placées des trémies 35, 36 et éventuellement 37, destinées à alimenter à l'aide de distributeurs-doseurs 35', 36', 37' les chariots de charge, la première d'une matière inerte telle que coke fin pour constituer sur la grille des chariots une couche de protection, la seconde de matière à traiter sous forme de boulets, notamment 'de pellets, ou sous forme de fragments calibrés, et la troisième d'une matière carbonée aisément inflammable.
L'avancement des chariots à'travers les différentes pai- res de caissons fixes peut être continu et commandé par le tour- teau 2, comme prévu par exemple sur la figure 3. Il peut cependant être discontinu et faire avancer les chariots de charge occupant une paire de caissons relativement rapidement vers la paire sui- vante, de sorte que des groupes de chariots se trouvent arrêtés pendant un laps de temps voulu dans chaque paire de caissons.
Dans ce cas, il est avantageux de prévoir des sas 10, L'avancement discontinu des chariots peut être commandé par le tourteau 2; mais comme l'avancement simultané d'un grand nombre de chariots se déplaçant par glissement entre les caissons supérieurs et inférieurs exige un effort considérable, il y a avantage de pré- voir un mécanisme d'avancement spécial qui sera décrit ultérieure- ment, et qui permet d'alléger ce tourteau et de réserver les tourteaux 2 et 3 à d'autres fins, notamment au passade des chariots de l'une à l'autre des lignes d'avancement supérieure et infé- rieure du transporteur..
Comme exposé ci-dessus, l'un des objets de la présente invention est l'obtention de produits intermédiaires métallur- giques, plus particulièrement sidérurgiques, facilitant et accé- lérant l'élaboration du métal dans les stades de fabrication ultérieurs, permettant notamment d'augmenter la capacité de pro-
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duction des hauts fourneaux existants, tout en réduisant les quantités de coke métallurgique exigées et en autorisant l'emploi de charbons ne convenant pas à la cokéfaction.
Parmi ces produits intermédiaires figurent le "ferro- coke" et les "pellets mixtes", représentant au départ des mélan- ges "peUetisés" d'un minerai contenant par exemple un oxyde où un hydroxyde de fer, d'un charbon cokéfiant et éventuellement d'une matière de charge telle que du calcaire pulvérisé. Pour le ferro- coke, devant apporter au haut fourneau une quantité appréciable de coke métallurgique, le mélange de départ comporte 25 à 35% de minerai et 65 à 75% de charbon gras, tandis que pour les pellets mixtes, contenant des matières de charge, le mélange de départ contient 45 à 55% de minerai.
Bien que ces produits pourraient être obtenus dans un dispositif correspondant à 1'une ou à l'au- tre des formes d'exécution décrites et représentées dans le brevet principal et son premier brevet de perfectionnement, il est avantageux de prévoir à cet effet un dispositif plus simple, ne comprenant que six stades et paires de caissons fixes, tel que représenté sur la figure 1.
Dans un premier stade 38 se fait le séchage des pellets au moyen de gaz de combustion produits par un brûleur 39 alimenté de gaz combustible prélevé sur la conduite 40 et d'air en excès.
Les gaz de combustion\traversent la matière de préférence de bas en haut et sont dégagés à l'atmosphère par une conduite 41, dans laquelle sont intercalés un cyclone dépoussiéréur 42 et un ventilateur aspirant 43,
Le stade suivant dans l'enceinte 44 sert au préchauf- fage de la matière à traiter à une température de par exemple 250 C, à laquelle le charbon contenu dans les pellets à côté du minerai ne subit pas de décomposition pyrolytique notable, au
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moyen d'un gaz neutre recycle qui, peut être de l'air ou un gaz de combustion privé d'oxygène.
A cet effet, une conduite 45 relie les caissons supérieurs d'un dernier stade ue refroidissement 46 et du stade 44, et une conduite 47 rejoint la conduite 45 en amont de l'entrée du gaz dans l'enceinte 44. Cette conduite 47 traverse un compartiment aval 78 d'un échangeur de chaleur 48 parcouru par du gaz très chaud amené par une conduite 49. A la sortie du cais- son inférieur de l'enceinte 44 est prévue une conduite 50 qui se- bifurque en une conduite 51 reliée à un ventilateur 52 refoulant dans la conduite 47 une partie du gaz de la conduite 50,
et en une conduite 53 dans laquelle est intercalé un ventilateur 54 refoulant une autre partie de ce gaz vers le caisson inférieur de l'enceinte 46, où il sert d'agent refroidisseur en traversant la matière traitée. Comme la température du gaz quittant l'encein- te 46 peut être assez basse à la fin d'une période de séjour de la matière dans cette enceinte, et insuffisante pour préchauffer convenablement la matière à traiter dans l'enceinte 44, la répar- tition du gaz neutre par les ventilateurs 52 et 54 se fait de façon que vers la fin d'une période, la quantité de gaz passant par l'échangeur de chaleur soit considérablement augmentée au détriment de celle refoulée vers l'enceinte 46,
de sorte que le préchauffage normal de la matière soit assurée dans l'enceinte 44 pendant toute la période d'arrêt des chariots.
La première décomposition pyrolytique, à température modérée, du charbon cokéfiable contenu dans les pellets péut se faire en un seul stade, alors que précédemment, où la matière était uniquement constituée de charbon, il fallait prévoir deux stades successifs. Cette première décomposition pyrolytique se fait dans l'enceinte 55 dont le caisson supérieur est pourvu d'une conduite amenant des gaz très chauds venant en partie par
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une conduite 57 reliée au caisson supérieur de l'enceinte 58 destinée au premier refroidissement de la matière, et en partie par une conduite 96 amenant des gaz réchauffés dans le compar- timent amont 77 de l'échangeur de chaleur 48.
La réaction ther- mique fait, dans l'enceinte 55, dégager du charbon des gaz riches en calories contenant principalement des hydrocarbures. Ces gaz riches se mélangent avec les gaz de chauffage introduits dans le caisson supérieur. L'ensemble de ces gaz quitte le caisson inférieur par une conduite 63, traverse un appareil de dégoudron- nage 64 avec sortie de gbudron condensé 65, et est repris par un ventilateur 66 qui refoule une partie de ces gaz froids par la conduite 96 vers le compartiment 77 de l'échangeur de chaleur 48, partie qui rentre comme gaz réchauffés dans le caisson supérieur de l'enceinte 55,
et une autre partie de ces gaz froids par une conduite 67 dans le caisson inférieur de l'enceinte 58 où elle se réchauffe en traversant la matière venant à l'état très chaud du stade précédente et regagne ensuite la conduite 57 l'enceinte 55.
Comme dans cette dernière enceinte le volume de gaz augmente par les gaz riches fraîchement dégagés, la partie de gaz riche en excès est prélevée et amenée par une conduite 70 vers un gazomètre (non reproduit). En somme, l'enceinte 55 est alimentée de gaz chauds constitué par des gaz riches dégoudronnés qui passent en circuits fermés, en partie entre les enceintes 55 et 58, et en partie entre l'enceinto 55 et le compartiment 77 de l'échangeur de chaleur 48.
La répartition des gaz entre ces deux circuits fer- més peut de nouveau être modifiée pendant une période d'arrêt des chariots dans les différents stades de traitement de manière à assurer l'alimentation continue de l'enceinte 55 par des gaz riches ayant la température requise d'environ 500 C.
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Au stade suivant, la matière venant de l'enceinte 55 est portée à une température de l'ordre de 1000 C,à laquelle le charbon subit la cokéfaction proprement dite et le minerai - une réduction partielle, le privant de 55 à 60% de son oxygène primitif. A cet effet, le caisson supérieur de l'enceinte 71 est garni de brûleurs 72 diriges vers le bas et alimentés d'un gaz combustible qui a été produit dans un ou plusieurs des,stades.
La combustion de ce gaz se fait en présence d'un minimum d'air comburant, et la présence d'une matière carbonée comme couche supérieure couvrant dansles chariots la couche de pellets, a comme conséquence de créer dans cette couche une atmosphère nette- ment réductrice. Il se dégage pendant ce stade différents gaz, d'une part les produits de la pyrolyse finale du charbon coké- fiant, contenant principalement de l'hydrogène à côté de très peu d'hydrocarbures, et d'autre part les produits de.la réduction par- tielle du minerai, contenant à côté de monoxyde de carbone rela- tivement peu de dioxyde de carbone. Ces gaz, relativement pau- . vres en calories, par rapport aux gaz riches dégagés dans l'enceinte! 55 précédente, sont appelés dans ce qui suit gaz pauvres.
Ils quittent l'enceinte 71 par la conduite 49 reliée au caisson infé- rieur et traversent comme gaz chauds les compartiments 77 et 78 de l'échangeur de chaleur 48 et sont aspirés par un ventilateur 73 qui les refoule par une conduite 40 vers un gazomètre (non reproduit).
Les gaz pauvres alimentent, à part le brûleur 39 dans l'enceinte 38, les brûleurs 72 de l'enceinte 71. Les gaz riches peuvent le cas échéant suppléer à la quantité ou à la qualité insuffisante des gaz pauvres, ce qui ne présente aucun inconvénient, vu que la forme d'exécution de l'invention suivant la figure 1 a comme but essentiel de préparer rationnellement des produits intermédiaires de valeur considérable dans la métallurgie, en
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l'occurence du ferro-coke ou des pellets mixtes, et non pas de produire du gaz combustible utilisable en dehors'de l'installa- tion.
Dans tous les cas, il est, aisé de prévoir dans les Mélanges de départ, notamment pour les pelleta mixtes, les proportions de charbon cokéfiable d'une part et de minerai et de matière de char- ge d'autre part, de telle sorte que les gaz combustibles, dégagea du charbon pendant sa décomposition pyrolytique, sont suffisants pour assurer au procédé une autonomie complète au point de vue calorifique.
La figure 2 montre une forme d'exécution du dispositif suivant l'invention,adaptée plus particulièrement pour l'obten- tion de "pellets préréduits" au départ d'un mélange "pelletisé " comportant jusqu'à 85% de minerai, une matière carbonée non cokéfiante, capable de réduire le minerai à haute température et, éventuellement, une matière de charge telle que du calcaire pul- vérisé.
Le dispositif comporte, de part et d'autre de la ligne d'avancement supérieure du transporteur six paires de caissons fixes supérieurs et inférieurs, dont les caissons inférieurs des troisième et quatrième stades sont reliés directement entre éux.
Pour le stade de séchage des pellets est prévue une enceinte 38 dont le caisson inférieur est relié par une conduite
41 à un aspirateur 43 évacuant à l'atmosphère l'air ayant servi au séchage en traversant les chariots de haut vers le bas. Le caisson supérieur de l'enceinte 38, qui comporte un brûleur 39 ne servant que pendant la mise en marche de l'installation, est relié par une conduite 115 à la sortie d'un échangeur de chaleur multitubulaire'116, dont l'entrée est raocordée par une conduite 117 au caisson inférieur de l'enceinte 46 de dernier refroidisse- ment de la matière, dont le caisson supérieur est relié à une
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soufflante 118 s'alimentant d'air atmosphérique.
Ainsi, l'air préchauffé dans l'enceinte 46, est chauffé.dans l'échangeur 116 et entre dans l'enceinte 38 à une température suffisante pour sécher les pellets et pour les porter à environ 200 C.
Au stade suivant dans l'enceinte 44, le préchauffage de la matière peut être poussé jusqu'à. 550-600 C. ce qui ne présente pas d'inconvénients puisque les pellets ne contiennent pas de matière carbonée susceptible de subir une décomposition pyrolytique qui limiterait, comme antérieurement, la tempéra- ture de préchauffage à 250-300 C.
Le caisson inférieur de l'en- ceinte 44 est relié par une conduite 119 avec ventilateur 120 au caisson inférieur de l'enceinte 58, et le caisson supérieur .de cette dernière au caisson correspondant de l'enceinte 44 par une conduite 121, de sorte qu'un gaz neutre ,par exemple de l'air progressivement privé de son oxygène, peut en circuit fermé chauf- fer la matière dans l'enceinte 44 et la refroidir dans l'enceinte
58.
Le troisième stade, dans l'enceinte 55, sert à un second préchauffage de la matière à une température à laquelle il ne se produit pas encore une réduction notable du minerai, soit à environ 950 C. Le caisson inférieur reçoit à cet effet directement, par un passage 122, les gaz très chauds venant de l'enceinte 71 et accusant une température de l'ordre de 1100 C.
Ceux-ci traversent la couche de matière et quittent l'enceinte 55 par une conduite 123 qui les amène à l'échangeur de chaleùr 116 où ils servent de fluide chauffant, tout comme dans l'échangeur de chaleur subséquent 124 qu'ils quittent sous l'effet d'un ven- tilateur-aspirateur 125 pour gagner par une conduite 40 un gazo- mètre non,représenté,
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Au quatrième stade, le caisson supérieur de l'enceinte 71 est constitué en hotte garnie de brûleurs 72 développant des flammes dirigées vers le bas en présence d'air refoulé par un ventilateur 126, préchauffé dans l'échangeur de chaleur 124 et amené par une conduite 127 dans la chambre de combustion de l'en- ceinte 71.
La chaleur dégagée par les flammes porte la tempéra- ture de la matière à environ 1200 à 1250 C, température à laquelle la réduction du minerai est bien engagée et à laquelle la gangue se fluidifie grâce à la présence de calcaire transformé en chaux et éventuellement d'autres substances abaissant le point de fusion de la gangue. Afin de réaliser au sein de la matière une atmosphère réductrice, il est avantageux de placer la trémie 37 et le doseur 37', précédemment accolés à la trémie 36, au-dessus du sas séparant l'enceinte 71 de l'enceinte 55, à l'effet de cou- vrir la matière à traiter d'une couche de matière carbonée aisément inflammaole seulement au dernier moment avant d'entrer dans l'en- ceinte 71.
Ainsi,cette couche de matière carbonée sera bien fraîche lorsqu'elle devra contribuer à faire disparaître, par sa combus- tion, l'excès d'oxygène apporté par l'air comburant, alors que cette couche risque d'être partiellement consommée dans les stades précédents si elle est déposée avec la charge au début de la ligne d'avancement du transporteur. On pourrait d'ailleurs renoncer à la distribution de cette couche de matière carbonée en enrobant les pellets lors de leur préparation de matière carbonée en poudre.
Les gaz de réaction dégagés dans l'enceinte 71 contiennent des quantités appréciables de monoxyde de carbone et aussi de l'hydro- gène. Ils passent successivement dans l'enceinte 55 et les échan- geurs de chaleur 116 et 124 où ils cèdent chaque fois une partie de leur cnaleur, pour être utilisés finalement comme combustible alimentant les brûleurs 72, si nécessaire à côté' d'un appoint de
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combustible liquide ou gazeux commercial. Quant aux pellets pré- réduits, refroidis dans les enceintes 58 et 46 et recueillis sur un crible 74, ils contiennent en fine subdivision le métal et le reste du minerai non réduit, ainsi que très peu de matière carbonée agglomérés par la gangue resolidifiée et constituant une matière appréciée pour le haut fourneau ou autres fours à cuve.
Une forme d'exécution du dispositif suivant l'invention convenant pour le traitement de matières minérales susceptibles de subir une décomposition thermique, est représentée sur la figure 3. montrant des chariots 1 juxtaposés sur la ligne d'avan- cement supérieure d'un transporteur.comportant de nouveau six paires de caissons fixes supérieurs 8 et inférieurs 9 avec lesquels les chariots constituent des enceintes dont l'étanchéité peut âtre moins rigoureuse que dans les formes d'exécution précédentes, con- sidérant que les gaz dégagés pendant la décomposition thermique sont incombustibles et que la charge des chariots no comporte pas de matière carbonée, En outre, l'avancement des chariots se fait de préférence en mouvement continu, assuré par le tourteau amont 2,
Le tourteau aval peut être remplacé par un système 128 de rail et contre-rail cintrés,éclissés aux rail et contre-rail droits consti- tuant la ligne d'avancement,inférieure 129 comportant des freins 130 sur laquelle ligne les chariots sont ramenés au tourteau 2.
Les paires de caissons fixes se suivent immédiatement, de sorte que l'intercalation de chariots de sas entre les chariots de charge est inutile.
Comme matière minérale à traiter dans ce dispositif, il faut signaler en tout premier lieu la pierre calcaire se présen- tant sous forme de petits fragments ne convenant pas pour le four à chaux habituel et passant par exemple par des cribles à ouver- tures d'environ 30 à 40 millimètres pour être retenus par un
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crible à ouvertures d'environ 5 millimètres. Le menu traversant le crible fin, ainsi que la poussière du calcaire peuvent être traités dans le dispositif après agglomération. A cet effet, on transforme la matière fine en présence.d'un liant en pâte qui est extrudée avant séchage pour former des agglomérés dont le. calibrage correspond à celui des fragments de calcaire.
Avan - tageusement, on utilise comme liant un lait de chaux assez .épais, obtenu à l'aide de poussières de chaux vive, et on laisse sécher les agglomérés dans une atmosphère riche en dioxyde de carbone afin de hâter la carbonatation du liant.
Les six paires de caissons fixes comportent deux paires constituant des enceintes 131 et 132 réservées au préchauffage successif de la matière par des courants d'air chauds, deux paires de caissons dont les caissons supérieurs constituent une hotte de chauffage 133 pourvue de brûleurs 134, et dont les caissons inférieurs 135 et 136 reçoivent les gaz de combustion et le dioxyde de carbone dégagé, ainsi que deux paires de caissons constituant des enceintes de refroidissement 137 et 138 qui sont successivement parcourues par de l'air froid refoulé par un ven- tilateur 139.
Le premier préchauffage dans l'enceinte 131 se fait au moyen de gaz venant par une conduite 140 du caisson inférieur 135.
Après avoir traversé la matière à réchauffer de bas en haut, ces gaz quittent l'enceinte par une conduite 141 et passent à l'at- mosphère par la cheminée 142 après passage dans un cyclone 143 à ventilateur. Les poussières retenues par le cyclone passent par une conduite 144 vers un silo de menu et fin calcaire (non représenté).
.L'enceinte 132 du second préchauffage, devant porter la température -de la matière à 750 ou 800 C,
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reçoit par une conduite 145, reliée au caisson inférieur . 136, les gaz les plus chauds qui, après avoir cède une partie de leur cha- leur à la matière à traiter, sont amenés par une conduite 146 vers un séchoir de la matière humide, avantageusement un four tournant 147 qui peut être pourvu d'un brûleur auxiliaire 148, servant pendant la mise au régime de l'installation. Les gaz et les buées de vapeur sont évacués par une conduite 149, un cyclone à ventila- teur 150 et une cheminée 151. Les poussières du cyclone 150 rejoignent par une conduite 152 le silo de menu et fin calcaire.
Le four tournant 147 est alimentéen calcaire humide par un transporteur à vis 153. A la sortie du four, le calcaire sec est conduit par une trémie de passage 147' sur un crible,- classeur 154 séparant les fractions calibrées des parties menues et fines qui sont amenées par une conduite 155 vers le silo de menu et fin calcaire, et délivrant la fraction de plus fin calibre sur la grille constituant le fond des chariots et les fractions de plus gros calibre sur les fractions précédentes de plus fin calibre, de sorte que la plus grosse fraction exigeant plus de temps pour libérer le dioxyde de carbone que les,plus fines, ou une tempéra- ture plus haute sera exposée dans la hotte 133 aux gaz les plus chauds, à l'effet de terminer simultanément la cuisson de tous les calibres du calcaire.
Les brûleurs 134, de nouveau à flammes dirigées vers la base sont alimentes par des conduites 156 d'un combustible liquide ou gazeux commercial, tel quelle fuel-oil, et ils reçoi- vent comme air comburant en excès raisonnable de l'air chaud ve- nant par une cond-aite 157 du 'caisson inférieur de l'enceinte 137 servant au premier refroidissement de la chaux. Entre cette enceinte et l'enceinte 138 de dernier refroidissement est disposé un cyclone 158 destiné à retenir les poussières emportées par 3*air
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traversant la matière à ce dernier stade.
Une conduite 159 amène les poussières dans un silo chaux vive fine (non repré- senté), auquel aboutit aussi une conduite 160 d'un cyclone à ven- tilateur .161, aspirant les poussières dégagées dans la trémie 162 dans laquelle les chariots déversent la chaux vive pendant qu'ils passent de la ligne d'avancement supérieure à la ligne devance- ment inférieure 129. \
La présente invention n'a pas seulement pour objet des nouvelles formes d'exécution.du dispositif,mais également des modifications des éléments constitutifs qui peuvent se rapporter à toutes les formes d'exécution, présentes et antérieures.
Ainsi, les chariots 1, constitués antérieurement en une pièce moulée en acier réfractaire à la chaleur, comportent maintenant un châssis en acier courant, en forme d'un cadre 163 (Figs.4, 5,6) à creux 164 et ouvertures 165, par lesquels un courant d'air sous pression peut être injecté dans le cadre, en vue de son refroidissement, par des tuyères 166 montées de part et d'autre des chariots sur des conduites 167, alternativement sous pression pendant les arrêts des chariots dans les enceintes fermées. Les ouvertures 165 se trouvent au-dessous des ailes obli- ques 168, entre deux voiles de soutien 169, formant ensemble une trompe favorisant l'aspiration d'air extérieur par le courant d'air comprimé.
Au niveau du cadre 163 se trouvent les gâsts tous 20 servant à l'avancement des charicts sur les fails 22, ainsi que les contre-galets 21, solidaires du cadre et destinés à inter- venir pendant le passage des chariots sur les tourteaux,et sur le cadre sont montés les barreaux de grille 14.
Les parois des chariots sont constituées d'une tôle 170, fixée sur l'aile oblique 168, par exemple par des boulons 171
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(Fig. 4 et 6), garnie intérieurement d'une couche en matière calorifuge 172 et d'une couche en matière réfractaire 173.
Sauf aux cas de la cokéfaction continue proprement dite et du traitement thermique de mélanges de minerai et de matière car- bonée riches en charbon confiant (ferro-coke), les chariots ne comportent pas de parois transversales, de sorte que les chariots juxtaposes constituent un chenal continu, interrompu par les chariots de sas quand l'avancement des chariots se fait périodi- quement d'une paire de caissons fixes à la paire suivante (par exemple pellets mixtes et pellets préréduits). Les chariots de sas comportent quatre parois et sont fermés en haut, les parois transversales étant alors pourvues extérieurement de couches de calorifugeage et de matière réfractaire.
Les parois des caissons fixes supérieurs 8 et infé- rieurs 9 sont constituées d'une tôle 170 garnie intérieurement de couches 172 et 173, tout comme les parois longit@dinales des chariots.
Les caissons inférieurs 9 sont fixés sur des traverses 174 rivetéessur les montants 6 du bâti, et' comportant au fond une tubulure 175 qui est normalement fermée et sert périodiquement à l'évacuation des poussières y accumulées. La tubulure de sortie des gaz 12 est reliée par un raccord télescopique à bourrage à l'amiante 11' à, une conduite 11".
Comme précédemment, les caissons supérieurs 8 prennent appui avec une partie de leur poids sur les chariots, tandis que le restant de leur poids est repris par un contrepoids ou par un équivalent tel que des ressorts 31 placés entre des consoles 32 fixées aux montants 6 du bâti et des plaques de guidage 33, solidai- res des causons 8 et coulissant sur les montants 6. Les ressorts sont guidés par des tiges filetées 34 qui traversent une perforation
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taraudée des consoles 32 et constituent des vérins permettant de soulever le caisson 8 en vue de la détacher des chariots pendant les travaux d'inspection et d'entretien.
La tubulure de sortie des gaz au sommet des caissons 8 est reliée par un raccord téle - scopique à bourrage en amiante 11' à une conduite 11.
Afin de réduire la résistance de l'avancement des cha- riots par glissement au droit des paires de caissens fixes, les rails 22 sont prévus sur toute la longueur de la ligne d'avance- ment supérieure du transporteur et montés par l'entremise de rondelles bombées 176 (Fige 7@ et de vis à bnulons 177 sur des longerons 178 incorporés dans les traverses 174, en vue de repren- dre une partie du poids des chariots par l'effet de ressort exer- cé par les rondelles bombées, dont une ou plusieurs paires super- posées peuvent être prévues.
L'avancement des chariots se fait à l'aide de bandes de glissement, dont les bandes 23 sont disposées au-dessus des 'parois longitudinales des chariots, les bandes 24 sous le cadre
163 du châssis de ceux-ci, les bandes 25 le long du bord supé- rieur des parois longitudinales du caisson inférieur 9, et les bandes 26 le long du bord inférieur des parois longitudinales du caisson supérieur 8.
Entre les paires de bandes coopérants sont avantageusement intercalées des bandes d'usure 179 (Fige 8 et 9)., fixées aux bandes 23 et 24 des chariots* Les bandes 25 et 26 sont pourvues de rainures longitudinales 180, dans lesquelles mènent des conduites 181 reliées à des conduites 182 de distri- bution de gaz neutre se trouvant sous une pression quelque peu supérieure à celle régnant à l'intérieur des enceintes.
Ce gaz neutre sert au refroidissement des bandes de glissement et contri- bue à la conservation du lubrifient inséré entre ces bandes- En cas de fuites entre les bandes d'usure 179 et les bandes 23 ou 24
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vers 1 intérieur des enceintes' seulement le gaz neutre peut 1 pénétrer et non l'air extérieur, et en cas de fuites vers l'ex- térieur,le gaz neutre empêche les gaz de l'intérieur des encein- tes de s'échapper. Afind'assurer le curage des rainures 180, certains chariots, par exemple les chariots de sas, sont pourvus de doigts-racleurs 183, aptes à coulisser dans des alvéoles 184 pratiqués dans la couche d'usure 179,et à être pressés par un ressort 185.
Comme déjà exposé, l'avancement des chariots sur la ligne d'avancement supérieure du transporteur peut se faire de façon habituelle par le tourteau moteur 2, soit,en continu (par exemple Fig. 3), soit de façon discontinue (par exemple Fig. 1), mais le tourteau doit alors être construit de façon à pouvoir produire un effort très considérable, surtout dans le cas de 1' cement discontinu qui exige le déplacement des chariots d'une paire de caissons à la paire suivante en un temps relativement court par rapport à la durée de séjour des chariots dans les , différentes enceintes de par exemple 20 à 30 minutes.
Dans le cas de l'emploi de chariots dépourvus de parois transversales, un déplacement rapide des chariots d'un stade à l'autre est en outre rendu indispensable par le fait que seulement les chariots de sas sont pourvus de moyens assurant l'étanchéité dans le sens transver- sal et que cesmoyens ne sont coopérants que dans les sas mêmes.
Pendant le déplacement d'un chariot de sas de l'un à l'autre des sas, il y a donc communication entre une paire de caissons fixes et les paires adjacentes, pendant laquelle un certain échange entre les gaz des différentes paires de caissons peut avoir lieu, Cet échange n'est pas très gênant, s'il est limité à un très petit nombre de minutes et lorsque la charge ne contient pas ou très peu de charbon cokéfiable. Il serait cependant Inadmissible quand
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la charge est constituée soit exclusivement, soit principalement, de charbon cokéfiable; dans ces cas, on ne peut utiliser que des chariots à quatre parois, ayant chacun des moyens d'étanchéité transversale coopérant avec des moyens correspondants prévus dans les sas, comme décrit précédemment.
Un mécanisme d'avancement périodique rapide indiqué sur la figure 2 est montré avec plus de détails sur la figure 10.
Il comporte deux tiges filetées 186 ayant entre des butées de fin de course 187 et 188 une longueur qui correspond à celle d'un train de chariot composé d'un chariot de sas et du nombre de cha- riots de charge occupant une paire de caissons fixes, et montés sur les tiges filetées, des curseurs 189 pourvus d'un doigt 190 apte à se relever quand les curseurs entrent en contact avec la butée 187 et à se rabattre lorsque les curseurs donnent contre la butée 188. Les tiges filetées sont entraînées en rotation par un moteur 191 par l'entremise d'un réducteur de vitesse 192 et des renvois d'angle 193.
Elles sont disposées au début de la ligne davan- cement supérieure du transporteur, parallèlement aux rails 22, de manière que le doigt relevé de chaque curseur puisse se placer derrière le dernier chariot d'un train chargé ou prêt à être chargé, par exemple contre les contre-galets 21, et l'attaquer pour dépla- cer la file entière de chariots juxtaposés de la longueur d'une paire de caissons fixes, quand les tiges sont commandées en rota- tion par le moteur. Le contact des curseurs avec les butées de fin de course 188 fait arrêter la poussée exercée par les doigts, inverser le sens de rotation des tiges, abaisser les doigts et ramener les curseurs àleur point de départ.
Pour écluser les chariots un à un d'une ligne d'avance- ment sur l'autre'.les tourteaux 2 et 3 (Fige. 2, 11, 12) effectuent une rotation continue;. Ils comportent dans leur jante 194 une paire
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d'encoches 195 pour chaque chariot devant être éclusé par tour de rotation. Pratiquement, une seule paire d'encoches sur chaque tourteau est généralement suffisante puisque, pour l'éclusage com- plet d'un train de chariots, on dispose d'un laps de temps égal à celui du stationnement d'un train de,chariots dans une paire de caissons fixes.
Des butées cylindriques 196, montées librement sur un axe transversal 197 supporté par, des brides 198 fixées par exemple sur un contre-rail 199 (Fig. 11) sont disposées à l'inter- section d'une ligne d'avancement et d'un tourteau de telle façon qu'elles empêchent l'avancement d'un chariot en retenant les gaieté 20 avant et en les obligeant de tourner sur place, entraînés par la jante 194, jusqu'à ce que la première encoche 195 du tour- teau se présente. Les galets avant s'engagent dans l'encoche et peuvent de ce fait passer par-dessous la butée cylindrique 196. Peu après, les galets arrière, s'engageant dans la seconde encoche, peuvent également.passer sous cette butée et le chariot peut être amené par le tourteau.
Cet éclusage un à un ménage les chariots en les préservant contre tout cognement. En outre, dans le cas de l'emploi de chariots sans parois transversales, contenant la matière traitée prise en masse en un seul bloc s'étendant sur plusieurs chariots, cet éclusage assure la subdivision de ce bloc comme suite aux deux modifications successives de l'inclinaison des chariots au moment de l'engagement des galets dans les en- coches.
L'engagement des galets avant fait incliner le chariot versl'avant (Fig. 11), amenant une brisure à travers la:masse, et le redressement dû chariot par l'engagement des galets arrière achève cette brisure et la transforme en un cisaillement franc de la masse, de sorte qu'en passant sur le tourteau 3, chaque chariot peut déverser son contenu isolément sur un crible 74 (placé dans une trémie non représentée).
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La ligne d'avancement Inférieure, représentée par un rail 129 (Figs. 2 et 3), est pourvue de freins 130 qui laissent avancer les chariots un à un sur ce rail et se présenter isolément devant l'écluse au bas du tourteau 2 (Fig. 12). identique à l'écluse du tourteau 3 (Fig.ll), mais comportant entre les enco- ches 195 une dent saillante 200, destinée à assurer la remontée des galets 20 d'un chariot, retenus par le contre-rail 199.
L'éclusage tel que décrit donnerait lieu à une usure rapide des galets 20 et des encoones 195. En pratique, les diffé- rentes tâches attribuées ci-dessus aux galets pour plus de sim- plicité, sont réparties entre les galets et les contre-galets 21 (Fig. 4), n'apparaissant pas sur les figures 11 et 12 parce que leur diamètre est supposé être choisi égal à celui des galets 20.
La coopération avec les encoches 195 (et la dent 200) est assumée par les contre-galets 21 solidaires du châssis 163, tandis que le rôle des galets 20 est limité à la coopération avec les butées cylindriques 196 et, évidemment, au déplacement des chariots sur les deux lignes devancement et sur les contre-rails 199 entourant les tourteaux,pour autant que les chariots ne soient pas supportés par les tourteaux au moyen des contre-galets reposant dans les encoches. Le cas échéant, les tourteaux comportent, en plus des encoches 195, des encoches 195' (Fig. 11) plus profondes, desti- nées à recevoir les galets 20 sans que ceux-ci soient en contact avec les tourteaux.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux'formes d'exécution qui ont été décrites et représentées à titre d'exem- ple, et on ne sortirait pas de son cadre en y apportant des modi- fications.