Brevet FR2382929A1 — publié le 19781006

La présente invention concerne les tambours d'agglomération et se rapporte plus particulièrement à des moyens pour fixer une mince couche d'agglomérat sur la surface d'un tambour d'agglomération afin de former une surface de travail qui favorise la formation de boulettes ou nodules de dimensions uniformes. Les tambours d'agglomération sont utilisés pour agglo mérer des matières particulaires, telles que des minerais, du charbon et des produits analogues, à l'état flnement divisé, en des boulettes ou nodules appropriés pour être l'objet d'un traitement ultérieur. Un tambour d'agglomération fonctionnant convenablement, mélange, soulève, agite et agglomère l'agglomérat en boulettes ou nodules de dimensions uniformes. Lors du traitement de matières abrasives chaudes, telles que du charbon et un produit de carbonisation, la surface du tambour d'agglomération devient lisse et brillante par suite de l'usure.Lorsque ceci se produit, la charge ou matière à agglomérer glisse d'avant en arrière et vice-versa, ce qui provoque une perte de commande de l'uniformité des dimensions des nodules et de l'homogénéité du mélange de charbon et de produit de carbonisation0 Cela entrain également la formation de grosses t'scories" ou "machefer" à la place des nodules de la granulométrie désirée. Finalement, l'écoulement de la matière à travers le tambour est bloqué par ces scories et le tambour doit être arrêté pour être nettoyé. Dans la pratique actuelle, la surface intérieure du tambour est souvent revêtue d'un treillis à mailles hexagonales ou d'un treillis en métal déploye pour favoriser la formation d'une couche naturelle ou "crotte" de la matière mélangée qui fournit une bonne surface de travail pour l'agglomération. Cette solution est suggérée par les brevets des Etats-Unis d'Amérique Nos 3 831 210, 3 060 496 et 3 154 806. Le premier et le troisième de ces brevets suggèrent également que le tambour peut alternativement être revêtu de béton qui forme une surface rugueuse à laquelle la matière mélangée peut adhérer.Le brevet des Etats-Unis d'Amé- rique N 2 834 043, d'autre part, suggère que des rainures comportant de petites bavures ou protubérances peuvent fournir la surface irrégulière nécessaire. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 2 411 873, tout en suggérant qu'une surface moletée serait appropriée, préfère utiliser des nervures annulaires formées sur la surface du tambour ayant une hauteur d'environ 6,35 mm et espacées les unes des autres de 63,5 mm.Enfin, le brevet des Etats-Units d'Amérique N 3 131 424 suggère l'utilisation d'un revêtement intérieur formé par des granules rugueux de forme irrégulière qui font saillie à partir d'un liant pour former une surface irrégulière à laquelle une couche du mélange peut s'ac- croches, toutes ces solutions de la technique antérieure accrois- sent considérablement le poids et le coût des tambours d'agglomération.En outre, lorsqu'un râcloir ou palette est utilisé pour râcler les accumulations excessives du mélange sur le tw(Lbour, on doit prendre soin de ne pas arracher le treillis à mailles hexagonales ou le treillis en métal déployé, ce qui pourrait causer des dommages cumulatifs au tambour, au racloir et à I fléqui pement aval. Selon l'invention, un appareil d'agglomération rotatif est muni d'un ensemble d'éléments séparés fixés à la surface d'agglomération, des parties de bord surélevées des éléments for- mant, entre les éléments et la surface d'agglomération, des évidements dans lesquels une couche d'agglomérat qui se forme sur la surface d'agglomération peut s'infiltrer et qui fixent la couche d'agglomérat en place sur la surface d'agglomération, à mesure que ladite couche durcit. De préférence, les éléments séparés sont des anneaux dont chacun a son bord extérieur surélevé pour former, avec la surface d'agglomération, un évidement circonférentiel. Alternati- vement, les bords intérieurs des anneaux peuvent entre surélevés pour former, avec la surface d'agglomération, un évidement lute- rieur, Avec cet agencement, la couche d'agglomérat, ou "croûte", qui forme un revêtement sur la surface d'agglomération, est retenue du fait que la matière s'infiltre dans les évidements sous les bords surélevés des éléments séparés et, après durcissement de la matière, les éléments séparés fonctionnent comme des rivets pour fixer en place la "croûte". En outre, dans le cas ou l'un des éléments séparés accroché par un racloir, seul cet élément est endommagé ou arraché sans qu il en résulte une extension progressive des dommages aux autres éléments de l'ensemble. Les éléments individuels sont suffisamment petits pour ne pas endommager les équipements aval et ils peuvent être facilement enlevés à l'aide de moyens magnétiques.Les éléments séparés sont meilleur marché et plus faciles à monter que les treillis, les nervures,- les surfaces moletées et les matières à fini rugueux de la technioue antérieure, en particulier lorsqu'ils sont utilisés pour modifier des appareils d'agglomération existants et ils facilitent également la formation de diverses configurations, telles que des spirales, des spirales inversées, des nervures longitudinales, des anneaux formant cames concentriques et autres configurations appropriées pour diverses opérations de nodulisation. D'autres caractéristiques de l'invention apparaitront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel : - la figure 1 est une vue en coupe d'un tambour d'agglomération auquel des éléments séparés selon un premier mode de réalisation de l'invention ont été fixés ; - la figure 2 est une vue en plan d'un élément séparé et d'une partie du tambour d'agglomération représenté sur la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en plan de la surface de travail d'un tambour d'agglomération représentant un ensemble d'éléments séparés selon l'invention fixés audit tambour ; ; - la figure 4 est une vue en plan de la surface de travail d'un tambour d'agglomération représentant un autre ensemble d'éléments séparés; - la figure 5 est une vue en plan de la surface de travail d'un tambour d'agglomération représentant encore un autre ensemble d'éléments séparés selon l'invention ; - la figure 6 est une vue en coupe d'un tambour d'agglo ration auquel des éléments séparés selon un second mode de réalisation de l'invention ont été fixés ; et - la figure 7 est une vue en plan de la surface de travail d'un tambour d'agglomération représentant un ensemble d'élé ments séparés selon un autre mode de réalisation de l'invention. La figure 1 représente une vue en coupe d'un tambour d'agglomération i qui est entraîné éontinuellement en rotation pour mélanger, soulever, agiter et agglomérer un agglomérat tel que du minerai finement divisé, da charbon et un produit de car- bonisation pour préparer la matière en vue de l'exécution d'un traitement ultérieurs Afin de favoriser la formation d'une couche de travail 3 du mélange sur la surface intérieure 5 du tambour, des éléments séparés 7 sont fixés aux tambours à des emplacements espacés les uns des autres. Dans le mode de réalisation préféré représenté en coupe sur la figure I et en plan sur la figure 2, les éléments séparés sont constitués par des anneaux évasés 9, semblables à des rondelles Belleville, dont chacun a son bord intérieur il soudé par points, de dessus, au tambour, comme re- présenté par le point de soudure 13, le bord extérieur surélevé 15 de l'anneau formant, avec la surface du tambour, un évidement circonférentiel. Avec cette disposition, l'agglomérat 3 s'infiltre dans l'évidement 17 sous le bord surélevé de l'anneau. A la suite du durcissement de l'agglomérat, l'anneau sert de rivet qui fixe la couche d'agglomérat 3 à la surface de travail 5 du tam- bour.Pour certaines applications, le tambour peut être muni d'un râcloir 19 qui égalise la surface de travail et détermine la hauteur ou épaisseur maximale de la couche d'agglomérat sur la surface du tambour. Lorsqu'un ensemble de ces éléments séparés, tel que par exemple la configuration alvéolaire représentée sur la figu- re 3, est utilisé, la couche d'agglomérat 3 est fermement fixée à la totalité de la surface du tambour0 De cette manière la couche de travail d'agglomérat a bien moins tendance à se séparer du tambour et, même dans le cas ou un ou quelques uns des éléments séparés sont arrachés ou détachés d'une autre manière du tambour, il n'y a aucune tendance à une détérioration progressive de lXen- semble de la couche, comme dans la technique antérieure, étant donné que chaque élément séparé est fixé indépendamment au t bour et que les éléments ne sont pas suffisamment gros en eux- mêmes pour causer des dommages importants dans le cas où ils se détachent. Une caractéristique importante de ce mode de réalisa- tion réside également dans le fait que les points soudure 13 sont situés à l'intérieur de l'anneau évasé et sont ainsi protégés contre l'abrasion par l'agglomérat qui roule et se retourne. Comme représenté sur la figure 1, la couche d'agglomérat s'accumule autour des éléments séparés 7 lorsque le tambour tourne et s'amincit progressivement en aval de chaque élément, produisant ainsi une surface de travail irrégulière mais continue composée d'agglomérat. La qualité et l'état de cette surface de travail est un facteur important dans le processus d'aggloméra tion. La surface de travail irrégulière agit, en combinaison avec la qualité de ténacité de l'agglomérat et avec la rotation du tambour, pour produire un agglomérat qui roule, se retourne et tombe en cascade, qui engendre les germes et qui, par le processus d'agglutination, assure la croissance des nodules ou boulettes jusqu'à des dimensions prédéterminées.D'action ainsi produite se poursuit, pour tasser et durcir les boulettes appelées "nodules crusB et, après une période de temps suffisante et application d'une température suffisante, les nodules crus friables grossis- sent et atteignent la résistance désirée. La détermination des dimensions des éléments séparés et de leur espacement est effectuée en fonction de la nature de la matière à agglomérer et de ses propriétés de "pontage de la croûte". L'utilisation d'éléments séparés permet un large choix pour la sélection des configurations suivant lesquelles les éléments peuvent etre disposés. En dehors de la configuration alvéolaire représentée sur la figure 3, les éléments peuvent être disposés suivant une configuration en diagonale, comme représenté sur la figure 4, suivant une disposition transversale à la direction d'écoulement, comme représenté sur la figure 5, et suivant de nombreuses autres configurations pour produire une surface irrégulière d'une quelconque configuration désirée.Grâce à la souplesse offerte par la présente invention, il n'est pas nécessaire que la configuration d'éléments séparés soit uniforme. Par exemple, les éléments séparés peuvent être concentrés dans une partie choisie du tambour pour favoriser la formation de germes dans cette région. L'utilisation d'éléments séparés dans diverses configu rations favorise la formation d'une surface de travail irrégu- lière mais continue composée d'agglomérat avec les avantages qui en résultent et qui ont été mentionnés ci-dessus. Cette surface de travail continue est formée meme lorsque les éléments sont disposés dans la configuration transversale à la direction d'é- coulement représentée sur la figure 5 alors que la pratique connue dans la technique antérieure et consistent à placer des nervures continues s'étendant transversalement à la direction d'é- coulement de l'agglomérat d'une manière similaire résultait dans la formation d'une surface de travail en agglomérat discontinue étant donné que l'agglomérat n'adhérait pas à la surface du tam bour du côté aval des nervures. A titre d'exemple d'une application de la présente invention, un tambour d'agglomération ayant un diamètre intérieur de 3,60 m et une longueur de 12,20 m peut etre muni d'un ensemble d'éléments séparés disposés dans la configuration représentée sur la figure 1 et ayant un diamètre extérieur de 63s5 ma 9 un diamè- tre intérieur de 31,75 mm et une épaisseur de matière de 3,175 cm. La hauteur préférée comportant l'épaisseur de la matière et la surélévation du bord extérieur de l'élément séparé est d'environ 6,35 mm. Les éléments peuvent être disposés dans la configuration alvéolaire représentée sur la figure 3 avec un espacement de 0,305 m de centre à centre dans toutes les directions a On considère qu'un tel agencement serait approprié pour favoriser et assurer la croissance d'une couche de travail ou croûte d'un agglomérat, tel que celui ayant la composition suivante e charbon agglutinant préchauffe à une température normale de 275 C fourni à un débit d'alimentation normal de 29 tonnes/heure, produit de carbonisation, fabriqué à partir du même charbon, préchauffé à une température normale de 610 C fourni à un débit normal de 40 tonnes/heure et brai préchauffé à une température normale de 305 C fourni à un débit d'alimentation normal de 4,45 tonnes/heure. Ces matières sont introduites indépendamment dans la partie d'entrée du tambour et mêlanc:ées par l'effet dfagitation et d'écoulement en cascade engendré par la rotation du tambour de sorte que la température moyenne uniforme des matières de l'agglomérat s'élève à une valeur normale de 455 C, produisant un agglomérat plastique. L'agglomérat plastique adhère à la paroi intérieure du tambour et est râclé à une épaisseur maximale par le râcloir 19. Cette croûte d'a;Rlomérat sert à maintenir une surface de travail rugueuse sur laquelle la matiere à agglomérer est soulevée, agitee, mélangée et déversée en cascade produisant des nodules ou boulettes pendant-que la matière se déplace par gravité dans le tambour qui est monte de telle sorte que son axe longitudinal fait un angle aigu avec l'horizontal. La croûte est maintenue en place sur la surface intérieure du tambour par les éléments sépares 7. Les nodules formés de cette manière peuvent être déposés dans un second tambour rotatif plus grand dans lequel le processus se poursuit jusqu'à ce que les nodules aient durci. Un autre mode de réalisation de l'invention a été repré senté sur la figure 6. Dans ce mode de réalisation, l'anneau évasé 9 peut être retourné, son bord extérieur 15 étant alors soudé par des points de soudure 13 à la surface de travail 5 du tambour. Avec cet agencement, l'agglomérat se déplace progressivement dans le centre de l'anneau 9 et sous le bord intérieur surélevé Il pour fixer la couche protectrice 3 au tambour. Bien que les éléments séparés aient été représentés dans les modes de réalisation spécifiques de l'invention décrits cidessus comme étant constitués par des anneaux évasés, ils peuvent être réalisés sous une autre forme géométrique quelconque réguliè- re ou irrégulière et peuvent être appliqués à des disques de no- dulisation ainsi qu'à des tambours d'agglomération.La figure 7 représente des éléments séparés de forme rectangulaire 7 ayant des bords extérieurs- surélevés formant des évidements dans lesquels le mélange peut s'infiltrer et durcir0 Les éléments de cette forme peuvent être montés dans la direction d'écoulement, transversalement à la direction d'écoulement ou obliquement par rapport à la direction d'écoulement, selon les conditions du processus, les propriétés de la matière et son temps de séjour à l'intérieur du tambour ou sur le disque et également selon le degré de mélange désiré. Bien que l'on ait représenté des modes de réalisation spécifiques de l'invention, les spécialistes de la technique com prendront aisément que de nombreuses modifications et variantes, qui entrent dans le cadre et l'esprit de l'invention, peuvent être réalisées et que, par conséquent, l'invention ne doit pas être limitée aux modes de réalisation décrits mais doit être considérée comme ayant la pleine portée et les pleins effets des revendications annexées0 REVENDICATIONS 1) Appareil d'agglomération pour mélanger, soulever, agiter et agglomérer une matière particulaire caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble d'éléments séparés fixés à la surface d'agglomération de l'appareil et comportant des parties de bord surélevées formant, entre les éléments et la surface d'agglomération, des évidements dans lesquels une couche d'agglomérat qui se forme sur la surface d'agglomération peut s'infiltrer de façon à fixer la couche d'agglomérat en place sur la surface d'agglomération lorsque ladite couche durcit. 2) Appareil dtagglomération selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments sépares sont des anneaux, lebord extérieur de chacun desdits anneaux étant surélevé pour former un évidement circonférentiel avec la surface d'agglomération. 3) Appareil d'agglomération selon la revendication 2, caractérisé en ce que les anneaux comportant un bord extérieur surélevé sont fixés à la surface d'agglomération par soudure le long de leur bord intérieur de telle sorte que les soudures sont protégées contre l'action abrasive de l'agglomérat pendant que la couche d'agglomérat s'accumule. 4) Appareil d'agglomération selon la revendication 5) Appareil d'agglomération selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments séparés sont concentrés dans une partie choisie de la surface du tambour d'agglomération pour favoriser la formation de germes d'agglomérat dans cette partie du tambour.