Brevet FR2002711A1 — publié le 19691031

i 21 1 2002711 La présente invention se rapporte à des procèdes pour la fabrication du ciment hydraulique à partir de. matières premières appropriées qui sont: cuites dans un four à ciment de n'importe quel type approprie à ce but, par exemple un four à cuve comportant un creuset de fusion à sa partie inférieure, ou un four rotatif» Suivant la présente invention, les matières premières sont introduites sèches dans un four à ciment suivant les proportions correctes pour former du "clinl-ier" de ciment,, les .matières premières sont cuites, au moins le dernier stade de la cuisson s'effectuant à une température élevée telle que le produit cuit est fondu, le produit étant ensuite soutiré du four sous la forme d'un ou plusieurs filets fondus, le ou les filets sont transformés par refroidissement rapide en des éléments de très faibles dimensions (par exemple inférieures à 20 microns) suivant au moins deux directions perpendiculaires l'une à l'autre,, qui lorsqu'ils sont rompus ou non, forment du ciment de finesse uniforme voulue sans qu'aucun broyage ne soit nécessaire,, Dans une première variante de l'invention, les éléments sont constitués par de petites particules ou grains de dimensions "uniformes inférieures à par exemple 20 microns, qui forment directement le ciment de la finesse voulue» Dans une autre variante, les éléments sont constitués par des fibres l'épaisseur uniforme (inférieure à par exemple 20 microns), lesquelles fibres sont ensuite rompues pour former le ciment de la finesse voulue„ Le procédé selon la présente invention présente un certain nombre d'avantages, à la fois en ce qui concerne les économies de fabrication et la qualité du produit fini, en comparaison des procédés classiques de fabrication du ciment» D'abord, les matières premières utilisées n'ont pas besoin d'être broyées aussi finement avant de les cuire, du fait qu'un mélange intime des différentes matières se produit lorsqu'elle? sont fondues» On obtient des résultats satisfaisants si les matières sont introduites dans le four à un état de broyage grossier, par exemple suivant une gamme de dimensions semblables aux éclats de pierre qui sont utilisés pour les revêtements des routes. Les dimensions optimales dépendent du type de four utilisé» Dans un four à cuve par exemple, il faut "tenir compte de l'écoulement vers le haut des ga.t chauds et une gamme de dimensions comprises en~re 25 et 50 mm est tout à fait satisfaisante ; il faut éviter des matières plus grosses du fait du risaue de nerte de bad original 69- 05121 ZOO2711 1'homogénéité du bain fondu» Dans un four rotatif, les dimensions de la,matière n'ont pas d'importance aussi critique, la-limite supérieure rtant déterminée par la nécessité d'éviter tout dégât mécanique à la garniture du four» Bien qu'il ne soit pas nécessaire 5 de broyer fin.er.ent les matières, •une partie ou la totalité d'entre elles peut être constituée par des particules de faibles dimensions, et il en est souvent ainsi lorsque les matières premières sont des déchets provenant d'autres industries. D'autres avantages résident dans le fait que les éléments 10 r.' ont pas besoin d'être soumis à un broyage quelconaue, qui constitue une opération coûteuse nécessaire lorsqu'on fabrique au ciment suivant des procédés classiques. Si l'on applique la seconde variante de l'invention, les fibres minces doivent =tre broyées ou rompues d'une autre manière 15 pour former le ciment, ce qui est meilleur marche que le broyage normal du clinher de ciment. Cette variante est celle qui est préférée du fait que la formation des fibres constitue un procédé plus sûr rue celui qui consiste à former de petites particules lorsque la matière de base est une masse de clinker fondu. 20 Finalement, les matières premières sont fournies sèches au four, et de ce fait il faut moins de chaleur que si les matières étaient fournies sous la forme d'une pâte. Pendant la fusion des matières premières, il se forme une quantité importante de silicate tricalcique Ca^ S, et du fait du 25 refroidissement rapide, la plus grande partie des composés de silicate tricalcique est conservée dans le ciment terminé pour aider à donner au ciment une résistance rapide et élevée. Le refroidissement rapide a pour effet que les cristaux formés sont petits, ce qui contribue également à une résistance rapide élevée, du fait aue 30 de petites particules facilitent l'accès de l'eau aux cristaux in-di"iduels pendant la prise du ciment lorsqu'on l'utilise. Au moyen de la présente invention, il est possible d'obtenir un ciment dont les caractéristiques se ratprccher.t de celles d'un ciment dit à monodispersion, c'est-à-dire ~m ciment dont les dimen-35 sions de particules sont très uniformes, d'une manière idéale de 3 à 6 microns. De ~els ciments ccrviennent particulièrement pour la fabrication 3.e produits par moulage sans mûrissage à la vapeur d'eau, et en général, pour des ouvrages né c e s sit ant une prise rapide du ciment. La présente intention peut s'appliquer particulièrement 40 à 1= fabrication des ciments à base d'aluminium dont les "coints de 1AD ORIGINAL 69 05121 3 2002711 fusion sont relativement faibles, mais on peut également 1'utiliser pour la fabrication des ciments de Portlanà ainsi que d1 autres type courant s ie ciment» On peut utiliser divers procédés pour transformer les filets 5 de produits fondus en fibres» Par exemple, le ou les filets peuvent être dirigés du four vers ce qu'on appelle un dispositif de filage dans lequel ils viennent frapper rapidement des roues ou des cylindres en acier tournant rapidement et refroidis par de l'eau, dont la vitesse périphérique, combinée avec un courant i*air puissant et 10 transversal, fait former des fibres minces et allongées. Dans le procédé préféré, des jets d'air ou d'un autre gaz sont soufflés dans le produit fondu et le ou les filets sont transformés de cette manière en fibres courtes. De préférence, les fibres formées par désagrégation du pro-15 duit fondu présentent une épaisseur uniforme approximativement égale à la section droite des particules le ciment de finesse normale, c'est-à-dire de 3 à 6 microns environ» Ensuite, les fiores formées sont brisées pour former le ciment de la finesse voulue, ce qui signifie en fait de briser les fiores en petites particules d'une 1er. 20 gueur qui n'est égale qu'à quelque fois leur épaisseur. Les avantages du ciment se présentant sous la forme de ces particules sont que la durée d'hydratation est en fait la même pour toutes les particules, ce qui donne un ciment de résistance rapide élevée» La réduction des fibres en ciment de finesse voulue peut s'effectuer d'-25 une manière commode dans un désagrégateur, et le ciment fini peut être transporté d! un§6.anière commode hors du dé sagrégateur dans un courant d'air pour en être séparé dans un cyclone» Bans un type cla sique de désagrégateur, deux disques sont montés sur un axe commun pour tourner, de préférence en sens opposés, et une couronne de 30 broches est montée sur chaque disaue. Le diamètre d'une première couronne est plus grand que celui de 1'autre couronne, et les broches des deux couronnes se recouvrent, ujae couronne se trouvant à l'intérieur de l'autre, de sorte que la matière introduite dans le dé segrégateur est cisaillée et rompue par le mouvement relatif en-35 tre les broches» Il va de soi que la présente invention n'a été dé.crite qu'à titre explicatif mais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre» WORfGfNAL 69 05121 4 2002711 KEVEEDI GAT IOCTS 1• Procédé pour produire du ciment hydraulique à partir de matières premières appropriées, caractérisé en ce que les matières premières sont introduites sèches dans un four à ciment, suivant 5 les proportions correctes pour former du clinker de ciment, et elles sont cuites, au moin^endant le dernier stade de la cuisson, à une température élevée telle que le produit cuit est fondu, le produit étant soutiré du four sous la forme d'un ou plusieurs filets fondus, le ou les filets étant transformés par refroidissement rapide 10 en des éléments de très faibles dimensions (par exemple inférieure à 20 microns) suivant au moins deux directions perpendiculaires l'une à l'autre, de sorte que lorsqu'elles sont rompues ou non, elles forment du ciment de finesse uniforme voulue sans qu'aucun broyage ne soit nécessaire. 15 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments sont constitués par des petites particules ou grains d'une dimension uniforme inférieure par exemple à 20 microns qui forment directement le ciment de la finesse voulue. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que 20 les éléments sont constitués par des fibres d'épaisseur uniforme (inférieure par exemple à 20 microns) les fibres étant ensuite rompues en ciment de la finesse voulue. 4. Procédé suivant la revendication 1, la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce qu'il sert à produire du ci- 25 ment à 1'aluminium» Procédé suivant une ou plusieurs des revendications de 1 à 4, caractérisé en ce que le four est un four à cuve, et les matières premières introduites dans le four présentent des dimensions comprises entre 25 et 50 mm» 30 6» Procédé sxiivant les revendications 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que le ou les filets provenant du four sont dirigés vers un dispositif de filage pour former des fibres minces et longues» 7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications de 3 à 6, caractérisé en ce que des jets d'air .pu d'un autre gaz sont X6S 35 soufflés dans le produit fondu et le ou/filets sont transformés de cette manière en fibres courtes. 8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications de 3 à 7, caractérisé en ce que les fibres formées ont une épaisseur comprise entre 3 et 6 microns. gAD OR5GIHAL 69 05121 5 2002711 9. Procédé suivant l'une quelconque des revendications de 3 à 8, caractérisé en ce que les fibres sont brisées dans un désagrégateur. 10. Procédé suivant la revendication 9» caractérisé en ce que 5 le ciment est extrait du désagrégateur dans un courant d,air et en est séparé dans un cyclone. 11. Ciment hydraulique, caractérisé en ce qu'il est produit par un procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes.