Brevet FR2005616A1 — publié le 19691212

i 2005616 La chaux ou oxyde de calcium CaO est un adjuvant important utilisé dans le procédé d'élaboration de l'acier au four basique avec injection d'oxygène pour éliminer les gaz contenant du soufre ou "sulfureux" engendrés au cours de cette élaboration. Il est indispensable, pour que la chaux 5 joue efficacement son rôle, que la chaux utilisée dans ce procédé ait une très faible teneur en soufre. Dans l'opération de calcination du calcaire pour produire de la chaux, le calcaire qui est essentiellement du carbonate de calcium est chauffé pour produire de la chaux et dégage alors des gaz. Cependant, tous * 10 les calcaires contiennent du soufre. Dans un procédé connu de calcination du calcaire, on introduit du calcaire réchauffé sur une sole tournante qui fait passer le calcaire à travers diverses zones de chauffage où la chaux est portée à une température suffisamment élevée pour décomposer les carbonates. A la fin de l'opération, la chaux est retirée de la sole tour- 15 nante. Les gaz dégagés au cours de l'opération de calcination sont utilisés pour réchauffer le calcaire amené sur la sole. Dans ce procédé connu, lorsque la matière première atteint l'emplacement d'où elle est évacuée, sa température a été portée au-delà de 1100°C, température à laquelle les sulfates se décomposent pour produire des gaz sulfureux. 20 La demanderesse a découvert que si ces gaz sulfureux sont renvoyés à travers le système avec d'autres gaz d'échappement, ils se recombinent avec la chaux ce qui a pour conséquence que la chaux contient une proportion indésirable de soufre. Elle a également découvert que cette recombinaison est accélérée en présence d'oxygène libre. 25 La demanderesse a imaginé un procédé de production de la chaux qui remédie aux défauts des procédés de calcination connus, et qui përmet d'obtenir de la chaux ayant une teneur en soufre extrêmement faible : on empêche les gaz sulfureux qui se sont dégagés pendant la calcination de se recombiner avec la chaux. 30 La présente invention a pour objets ; - un procédé de calcination de la chaux qui remédie aux défauts des procédés de calcination antérieurement connus. - un procédé de préparation d'une chaux ayant une teneur extrêmement faible en soufre. 35 - Un procédé de préparation d'une chaux convenant spécialement pour l'utilisation dans le procédé au four basique avec injection d'oxygène. - Un procédé de calcination de la chaux dans lequel les gaz sulfureux dégagés pendant l'opération de calcination ne peuvent se recombiner avec la chaux. 69 10132 2 2005616 - Un appareil pour calciner le calcaire de façon à obtenir de la chaux ayant une très faible teneur en soufre. D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description qui va suivre. 5 D'une manière générale la présente invention concerne un procédé de calcination du calcaire dans lequel ce dernier est amené sur une sole tournante qui fait passer ledit calcaire à travers des zones où il est chauffé à une température qui le décompose et amené à un point d'évacuation où la chaux est évacuée de la sole. On a prévu des moyens techniques pour éloigner 10 les gaz sulfureux se trouvant à proximité du point d'évacuation de la chaux pour empêcher ces gaz d'être remis en circulation à travers le système. On peut utiliser les gaz ainsi éloignés pour réchauffer le calcaire dans une région où ils ne peuvent provoquer la formation d'impuretés. Aux dessins ci-annexés, dans lesquels les mêmes numérps de réfé-15 rence servent à indiquer des parties semblables sur les diverses figures : • - la figure 1 est une vue en plan, par-dessus de l'appareil pour calciner le calcaire, avec arrachement partiel, - la figure 2 est une vue en coupe de l'appareil pour calciner le calcaire. 20 - la figure 3 est une vue en coupe de l'appareil pour calciner le calcaire, suivant la ligne 3-3 de la figure 2. Si l'on se réfère aux dessins ci-annexés, l'appareillage selon l'invention comprend un appareil tournant pour calciner la chaux désigné par la référence 10, reposant sur le sol 12. L'appareil 10 comprend la 25 sole proprement dite 14, de forme sensiblement circulaire et qui comporte deux plaques d'acier 16 et 18 sur lesquelles on place deux plaques 20 et 22 de matière réfractaire. Un bâti 24 supporte les plaques superposées 16, 18, 20 et 22. Plusieurs galets sur le bâti 24 reposent sur des rails ou chemins de roulement 28 sur lesquels la sole tourne dans le sens de la flèche A de 30 la figure 1. Etant donné que cette structure de la sole et les moyens d'entraîner celle-ci sont connus, ils ne seront pas décrits en détail. L'ensemble 10 comporte un couvercle 30 dans lequel on met en place3tout autours des brûleurs, non représentés, en des points écartés les uns des autres, pour chauffer le calcaire quand il est entraîné par la sole à travers 35 les diverses zones. Le calcaire arrivant sur la sole 14 d'une manière décrite ci-après est transporté à travers les diverses zones de chauffage lorsque la sole tourne dans la direction de la flèche A (figure 1) autrement dit, de 69 10132 3 2005616 la flèche B de la figure 2. Au cours de cette rotation de la sole, le calcaire se décompose en chaux et gaz d'échappement. Finalement, la chaux est évacuée en un point voisin du point d'arrivée du calcaire sur la sole. Cette évacuation est réalisée par un transporteur 60 qui enlève la chaux de la 5 sole 14 et la déverse dans un couloir 62 qui dirige la sole dans un caisson de refroidissement 64. On utilise l'air chaud aspiré en provenance du caisson de refroidissement 64 pour alimenter en air réchauffé les brûleurs, non représentés, du fouc Une conduite 66 relie le caisson de refroidissement à un séparateur 68 de poussière dans lequel la poussière se trouvant dans 1Q l'air aspiré par le caisson de refroidissement est éliminé. Un ventilateur 70 entraîné par un moteur 72 aspire l'air provenant du caisson 64 à travers le séparateur de poussière 68 et une conduite 75 pour envoyer de l'air pur réchauffé dans les conduites 78 et 80 qui aboutissent, respectivement, à des collecteurs 82 et 84 et des collecteurs 86 et 88, qui tous alimentent les 15 brûleurs. Le four 10 est associé à une tour 90 de réchauffage pour alimenter • en matière réchauffée la sole 14. La tour 90 comporte un orifice d'entrée 92 dans lequel le calcaire concassé est introduit, de manière à descendre tout d'abord à travers une zone de réchauffage par échange de chaleur indiract 94. 20 Au cours de son passage à travers la zone 94, le calcaire descend en tombant dans les tubes 96 pour atteindre la zone autour de laquelle on introduit de l'air de réchauffage d'une manière décrite ci-après pour chauffer tout d'abord le calcaire par échange de chaleur indirect. « Après avoir quitté la région 96, le calcaire est accumulé dans 25 une zone 98 de réchauffage par échange direct de chaleur. A l'extrémité inférieure de la tour 90, au-dessous de la zone d'échange de chaleur direct 98 on a prévu plusieurs distributeurs 100 de calcaire qui répartissent le cal-. caire sur toute la largeur de la sole 14. Un ventilateur aspirant 102 est relié par une conduite 104 à un 30 collecteur 108 raccordé par plusieurs canalisations 108 à l'intérieur de la tour 9Q dans la zone d'échange de chaleur indirect 94. Cet ensemble aspire les gaz d'échappement chauds de bas en haut à travers des conduites 110 aboutissant dans une chambre au-dessus de la sole, immédiatement en aval de l'emplacement où le calcaire est déposé sur la sole, dans le sens du 35 déplacement de la sole. Les gaz d'échappement chauds sont tout d'abord ; aspirée à travers la chambre 98 de façon à réchauffer le^ calcaire se trouvant à l'intérieur par échange de chaleur direct et sont ensuite aspirés de bas en haut autour des tubes 96 et refoulés vers l'extérieur par des canalisations ,108, un collecteur 106 et une conduite 104 grâce au ventilateur 102. 69 10132 4 2005616 L'ensemble décrit ci-dessus ne constitue pas par lui-même un élément de la présente invention et est décrit en détail dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N°3.345.052 délivré à H.L. Hall le 3 Octobre 1967 sous le titre " Procédé et moyens de calcination du calcaire ". 5 Gomme expliqué ci-dessus, lorsque le calcaire est entraîné par la sole 14 du point où il est déposé dessus par les distributeurs 100, à travers la zone de chauffage et jusqu'au transporteur d'évacuation 60, il est chauffé de façon à se décomposer en chaux et en gaz d'échappement. Pendant que les produits atteignent le transporteur d'évacuation 60, la 10 chaux est à une température comprise entre 1100 et 1210° environ. A ces températures, les composés sulfurés se décomposent de façon à dégager des gaz sulfureux. On a découvert que si on fait circuler ces gaz à contre-courant par rapport à la direction du mouvement de la sole 14, ils se recombineront à un instant donné avec la chaux. Par conséquent, dans la 15 technique antérieure, la chaux ainsi produite avait une teneur élevée indésirable en soufre. On a. de plus découvert, que si ces gaz sulfureux sont éloignés en un point en amont du point d'évacuation et à proximité immédiate de ce dernier, la teneur en soufre du produit obtenu sera très faible. 20 Plusieurs conduites d'évacuation 112 passant par le couvercle 30 sont placées en un point juste en amont du transporteur d'évacuation 60, dans le sens du déplacement de la sole 14. Les gaz sulfureux aspirés de bas en haut à travers les conduites 112 d'évacuation, d'une manière décrite ci-après, sont recueillis par une hotte 114 qui est reliée au collecteur 116 25 par une conduite 118. Bien qu'on puisse utiliser tout système approprié pour évacuer les gaz, on met en place de préférence des canalisations 120 qui relient le collecteur 116 à l'intérieur de la tour 90 en un point tel que ces gaz puissent être utilisés pour réchauffer indirectement le calcaire sans nuire à l'exécution du procédé. Il est bien évident que, grâce à l'ensemble 30 qui vient d'être décrit, le système d'évacuation comprenant le collecteur 106 éloignera les gaz sulfureux en même temps que le reste des gaz dégagés. Cette évacuation des gaz sulfureux doit être exécutée au cours d'une phase du procédé dans laquelle la matière est à une température suffisamment élevée pour empêcher toute recombinaison des gaz sulfureux avec la chaux. Cette 35 t empérature est supérieure à environ 1100°C. Lors de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, le calcaire est déversé sur la sole par la tour 90. Ce calcaire est réchauffé par échange indirect de chaleur dans la zone 94 puis par échange direct de chaleur dans 69 10132 5 2005616 la zone 98. Après qu'il a été déversé sur la sole il est entraîné à travers les zones de chauffage en direction du transporteur d'évacuation 60. Au cours de ce déplacement, le calcaire est chauffé à une température qui provoque sa décomposition en chaux et gaz d'échappement. Le système d'éva-5 cuation fait passer la plus grande partie des gaz d'échappement de bas en haut à travers la tour, tout d'abord à travers la zone 98 dans laquelle ils chauffent directement le calcaire et ensuite à travers la zone 94 dans laquelle ils chauffent le calcaire par échange de chaleur indirect. Les composés sulfurés présents dans le calcaire ne se décomposent qu'un peu 10 avant la fin de l'opération de calcination, quand la température de la matière est supérieure à 1100°C environ. Les canalisations 112 d'échappement sont placées à proximité du four dans une zone où la température de la matière est supérieure à environ 1100°C, température à laquelle les gaz sulfureux ne se recombinent pas avec la chaux. Grâce au système d'évacuation, 15 ces gaz sulfureux sont aspirés de bas en haut à travers la conduite 118 dans la région où ils se forment au lieu d'être aspirés à contre-courant par rapport au sens du mouvement de la sole. On a découvert qu'en éloignant les gaz sulfureux pendant cette phase du procédé, on peut obtenir de la chaux ayant une très faible teneur en soufre. 20 On repplit ainsi les objets de la présente invention grâce à un procédé et un appareillage pour la calcination du calcaire, qui remédient aux inconvénients des appareillages de calcination connus. On empêche les gaz sulfureux qui se forment au cours de la mise en oeuvre du procédé d'être aspirés par l'appareillage à contre-courant par rapport au sens du 25 déplacement de la matière traitée. On aspire les gaz sulfureux en un point tout juste en amont du point par lequel on évacue la chaux de la sole. On aspire les gaz sulfureux à une température supérieure à environ 1100°C. On évite la présence d'oxygène dans la région où on aspire les gaz sulfureux. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée à l'exemple .30 décrit et représenté, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art suivant les applications envisagées et sans qu'on sorte pour cela de son cadre. 69 10132 6 2005616 g- jLY E_N_D_I_C A_T_I_Q N_S 1 - Procédé de calcination de la chaux caractérisé en ce qu'il comprend les opérations de mise en place du calcaire sur une sole tournante en un point d'entrée, de chauffage dudit calcaire dans une zone allongée 5 pendant soa passage dudit point d'entrée à un point d'évacuation et d'aspiration des g$3: dégagés par ladite calcination du calcaire en un point juste en amont dudit point d'évacuation. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite opération de chauffage dudit calcaire comprend un chauffage progressif dudit 10 calcaire dans ladite zone jusqu'à une température d'environ 1100°C quand il atteint ledit point d'évacuation. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend l'opération de faire passer lesdits gaz d'échappement de façon à réaliser un échange de chaleur indirect avec le calcaire amené sur ladite 15 sole. 4 - Procédé de calcination du calcaire caractérisé en ce qu'il comprend les opérations de transport du calcaire sur une sole mobile dans un four, à travers une zone allongée dans une direction partant d'un point d'entrée pour aboutir à un point d'évacuation, de mise en circulation 20 des gaz de combustion chauds le long de ladite sole dans une direction opposée à ladite première direction de façon à chauffer progressivement ledit calcaire lorsqu'il se déplace à travers ladite zone jusqu'à une température d'environ 1100°C, à proximité dudit point d'évacuation, éloi-gnement des gaz d'échappement dudit four immédiatement en aval dudit point 25 d'entrée du calcaire et d'élimination des seconds gaz d'échappement dudit four en un point à proximité dudit point d'évacuation. 5 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations d'amenée du calcaire sur ladite sole, d'entraînement de ladite sole de façon à faire passer ledit calcaire à travers ladite 30 zone, de mise en circulation d'abord, desdits premiers gaz d'échappement de façon à réaliser un échange de chaleur direct avec ledit calcaire circulant en direction de ladite sole et ensuite de mise en circulation desdits premiers gaz d'échappement de façon à réaliser un échange de chaleur indirect avec ledit calcaire circulant en direction de ladite sole. 35 6 - Procédé selon la revendication 4S caractérisé en ce qu'il comprend les opérations d'amenée du calcaire sur ladite sole, d'entraînement de ladite sole de façon à faire passer ledit calcaire à travers ladite zone, 69 10132 7 2005616 de mise en circulation desdits seconds gaz d'échappement de façon à réaliser un échange de chaleur indirect avec ledit calcaire circulant en direction de ladite sole. 7 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il 5 comprend les opérations d'amenée du calcaire sur ladite sole, d'entraînement de ladite sole de façon à faire passer ledit calcaire à travers ladite zone de mise en circulation, d'abord, desdits premiers gaz d'échappement de façon à réaliser un échange de chaleur direct avec ledit calcaire circulant en direction de ladite sole et, ensuite, de mise en circulation desdits 10 premiers gaz d'échappement, de façon à réaliser un échange de chaleur indirect avec le calcaire circulant en direction de ladite sole, puis de mise en circulation desdits seconds gaz d'échappement de façon à réaliser un échange de chaleur indirect avec ledit calcaire circulant en direction de ladite sole. 8 - Appareillage de calcination caractérisé en ce qu'il comprend 15 en combinaison, une sole pour transporter le calcaire à travers une zone allongée, un premier point dans ladite zone où le calcaire arrive sur ladite sole, un second point en un autre point de ladite zone éloigné dudit premier point, où la chaux est évacuée de ladite sole, des moyens techniques d'entraînement de ladite sole pour entraîner le calcaire dans une direction 20 allant dudit premier point audit second point, des moyens techniques pour chauffer progressivement ledit calcaire dans ladite zone à une température d'environ 1100°C par échange direct de chaleur avec les gaz de combustion chauds et un dispositif d'évacuation placé à proximité dudit second point et en amont de ce dernier, dans le sens du déplacement de ladite sole, pour 25 évacuer les gaz dégagés par ledit calcaire. 9 - Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens techniques pour faire circuler les gaz en provenance dudit dispositif d'évacuation de façon à réaliser un échange de chaleur indirect avec du calcaire arrivant sur ladite sole audit premier point. 30 10 - Appareillage selon la revendication 8 comportant un second dispositif d'évacuation placé à proximité dudit premier point et en aval de ce dernier dans le sens du déplacement de ladite sole pour évacuer les gaz dégagés par ledit calcaire en créant un écoulement des gaz à contre-courant par rapport au sens du déplacement de ladite sole. 35 11 - Appareillage selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend un second dispositif d'évacuation placé à proximité dudit premier emplacement et en aval de celui-ci dans le sens de déplacement de ladite sole en vue d'éloigner lesdits gaz de chauffage de celle-ci, des moyens 10132 8 2005616 techniques pour faire circuler lesdits gaz de chauffage en provenance dudit second moyen d'évacuation tout d'abord de façon à réaliser un échange de chaleur direct avec le calcaire circulant en direction de ladite sole et ensuite un échange de chaleur indirect avec le calcaire circulant en direction de ladite sole et des moyens techniques pour faire circuler des gaz provenant dudit premier dispositif d'évacuation de façon à réaliser un échange de chaleur direct avec le calcaire circulant en direction de ladite zone.