Brevet FR2433076A1 — publié le 19800307

Les solutions proposées jusqu' ce jour, en vue de perfectionner le procédé de fabrication d'enrobés bitumineux, sans production de poussière, n'ont pu se libérer de certains préjugés qui veulent que la flamme du brûleur ait une influence néfaste sur le liant et que les quelques grains de sable fin propulsés en avant par la flamme et entrainés à l'extérieur par le courant des gaz chauds, doivent etre éliminés par une installation complémentaire à part, hors de proportion avec- cette faible pollution. De plus on n'imagine pas encore une installation de ce genre sans accélérateur d'entraînement des gaz chauds vers la cheminée. Par contre on semble admettre aujourd'hui que l'alimentation du tambour-malaxeur-sécheur se fasse par pesées continues du mélange des fractions granulométriques collectées sur une bande transporteuse, en accouplements électroniques avec les débits des fines d'apport ainsi que du liant bitumineux. La nouvelle installation proposée tient compte de tous ces facteurs. Elle est le résultat de notre expérience et de nos observations s'étendant sur une dizaine d'années, acquises au contact permanent avec deux installations du type WIBAU-SL de la région de Strasbourg et d'une installation d'un type nouveau, fonctionnant depuis 1970 en régie municipale de la Communauté Urbaine de Strasbourg (CUS). Elle tient compte également de la connaissance que nous avons des efforts de nos plagiaires. L'expérience acquise å la CUS nous apprend premièrement que l'accélérateur des gaz chauds n'est pas nécessaire lorsque les sections du tambour-malaxeur et de la cheminée soht largement dimensionnées et que le brûleur est alimenté par l'air sous pression fournissant le dosage en oxygène adéquat. I1 n'y a pas, en effet, comme pour 1' enrobage bitumineux classique, la résistance de tissus de filtres a vaincre et un nuage de poussière drainer.Si deuxièmement la-vitesse déjà réduite des gaz du fait des grandes sections subit au cours de son écoulement un nouveau ralentissement par son passage, à peu près à son mi-parcours, dans une zone d'expansion, ces gaz ont tendance à abandonner les grains de sable fin projetés par la flamme dans le courant. Si troisièmement on contraint le reste des gaz chauds à passer par des voiles mobiles filtrants et refroidissants, constitués par la matière d' enrobage elle-meme, point n'est besoin non plus d'un dispositif de dépoussiérage à part, situé hors du parcours de ces matières. Ces trois principes nous ramènent aux dispositifs du croquis de la nouvelle installation proposée qui montre un tambour-malaxeur découpé en deux tronçons malaxants 1 et 2, placés l'un audessus de l'autre, dont les fonctions multiples apparaîtront au cours de la description suivante. La conception de cette nouvelle installation d'enrobage bitumineux sans production de poussière s'appuye donc sur le principe du double tambour-malaxeur, consistant à sectionner pour ainsi dire le tambour normal d'une installation actuelle, en deux tronçons pouvant être d'égale longueur, mais superposés, comme le montre le croquis, tronçons qui se divisent le travail de malaxage, d'enrobage et d'acheminement filtrant et refroidissant des gaz, avec les avantages qui vont se dégager par la suite. Considérons le dispositif en plein régime de production. Le tambour inférieur 2 reçoit le résultat du mélange effectué par le tambour supérieur l qui lui-même est alimenté par les granulats stockés à ciel ouvert par exemple et éventuellement les fines d' apport, le tout prébituminé comme le prévoit notre procédé breveté. Pour éviter la flamme, le prémélangebitumé, après avoir été malaxé et chauffé dans le tambour supérieur, se déverse dans le tambour inférieur 2, préférentiellement à l'intérieur d'une pièce troncônique intérieurement lisse, en fonte 3, rapportée essentiellement en protection du tambour inférieur 2, en vue obtenir par ce moyen ou par tout autre, un avancement accéléré sous la flamme dès l'entrée des granulats bitumés dans le tambour inférieur.Les matériaux se déplacent vers la zone de soulèvement du tambour par un mouvement glissant de va-et-vient. Cette façon de procéder à l'enrobage bitumineux sans production de poussière commence donc par le déversement dans le tambour supérieur 1 d'un flux de granulats pesés en continu par l'intermédiaire d' une bande transporteuse 4, aménagée à cet effet, en même temps que le liant, électroniquement et proportionnellement dosé en fonction du poids du flux des granulats, pourra être injecté 5 sur ces granulats, au moment od ils se trouvent en chute libre vers l'intérieur du tambour-malaxeur supérieur, sans qu'une pulvérisation du bitume à haute pression soit nécessaire. Le liant peut, au choix, être également ajouté à l'intérieur du tambour 1 par l'intermédiaire d'une lance adéquate. 10. Le travail de malaxage du tambour supérieur 1 s'effectue sous la circulation des gaz chauds en provenance du tambour- ma laxeur inférieur- 2, leur température étant tempérée par les calories abandonnées à l'enrobe que le tambour-malaxeur 2 évacue d'une manière connue. Ces gaz détendus par le relatif grand espace qu'ils rencontrent dans la pièce de raccordement 6, en rejoignant le tambour supérieur, abandonnent de ce fait la plus garnde partie de la faible quantité de sable fin en suspension qui, hydrophobé comme il est, se joint sans inconvénient à 1' enrobé terminé.Toute particule en suspension qui éventuellement passe l'obstacle que forme la goulotte 7 d'introduction des granulats prébitumés est arrêtée par ces granulats qui se déplacent dans le tambour supérieur sous la forme d'un voile mobile qui devra couvrir au maximum le profil en travers du tambour. En effet, loin de la forte turbulence de la flamme, les gaz ayant déjà abandonné une partie de leurs calories, détendus dans le conduit de raccordement 6 des deux tambours, continuent à se refroidir, donc à diminuer de volume, c'est-à-dirè que leur vitesse tend également à diminuer à fur et à mesure qu'ils préchauffent les granulats prébitumés. Dans ces conditions ils ont de moins en moins tendance à mettre des fines en suspension, à condition qu'une certaine humidité subsiste et/ou qu'un bitumage avancé existe, notamment au moment du déversement des granulats du tambour supérieur 1 dans le tambour inférieur 2, à l'endroit où les gaz entrent et remontent dans la cheminée proprement dite 8. Il existe d'ailleurs un minimum pour le rapport E = taux d'eau sur taux de bitume contenus dans les granulats, qui exprime la quantité souhaitée d'eau pour que la formation de pous sière, dans les conditions de l'intérieur du tambour supérieur, ne soit plus possible. D'ot trois avantages principaux qui militent en faveur de ce système d'enrobage à tambours-malaxeurs superposés: a) Le bitume est d'abord introduit loin de la flamme, ensemble avec les granulats humides ou mouillés ou quasiment secs, suivant les conditions météorologiques du moment, dans un courant de gaz moyennement chauds dont la force d'entraînement pour les fines est déjà matée. Ils passent en enrobage déjà avancé, avec leur humidité diminuée, sous la flamme, dans la zone de malaxage final du tambour inférieur. b) Les calories sont mieux utilisées du fait qu'on peut soustraire aux gaz chauds leurs calories jusqu'au voisinage du point de rosée. c) Le malaxage dans le tambour supérieur 1 peut dès l'entrée des granulats être très intense pour que ces matériaux prébitumes, en constant soulèvement, puissent être homogénéisés tout en faisant fonction de filtre mobile et de condensation pour les gaz éventuellement chargés d'une part d'un peu de poussière et d'autre part de distillats du bitume. Au cas où l'humidité et/ou le degré d'enrobage s'avèraient insuffisants pour éviter la formation de ce peu de poussière éventuellement encore possible, il est prévu, comme c'est encore le cas dans certains dépoussiéreurs par voie humide, de projeter un nuage d'eau 9 et/ou 9a dans la cheminée, en vue de précipiter cette eventuelle mini-poussière sous forme de boue qui entre dans le tambour inférieur, évitant ainsi une installation de dé poussiérage séparée et de ce fait l'évacuation périodique des boues. Comme la quantité de poussière éventuellement à précipiter est très peu importante, le volume d'eau nécessaire est également très faible et sera très bien absorbée et vaporisée dans le tambour inférieur 1, contribuant même à protéger le bitume d'une surchauffe, avec une surconsommation d'énergie négligeable. Pour donner une idée de la surconsommation dûe au dépoussiérage par voie humide, on peut dire qu'elle reste en-dessous du dixième de litre de fuel par tonne d'enrobé et reste par conséquent dans la limite des variations journalières et accidentelles de l'hu midité des granulats destinés à l'enrobage. Cette eau de précipitation éventuellement nécessaire pourrait utilement être une solution de très faible alcalinité pour combattre le point de rosée, en neutralisant l'acide sulfurique engendré par le fuel. En vue de la fabrication d'enrobés bitumineux de haute qualité il est prévue qu'à côté du dispositif d'injection de liant bitumineux sur les granulats en chute libre dans le tambour su périeur il y ait également une possibilité d'injection d'un activant d'adhésivité sous forme par exemple de sels de chrome tri valént. 5. La combinaison: tambour-malaxeur supérieur et tambour-malaxeur inférieur permet de dire que le tambour-malaxeur supérieur remplace avantageusement le malaxeur que connaissent les premiers postes d'enrobage WIBAU-SL avec leurs tours de pesage oné reuses; qu'il constitue un appareil de préchauffage, de dépous siérage et de condensation dtéventuels vapeurs de bitume; qu'il constitue un économiseur d'énergie parcequlil permet de soutirer aux gaz chauds le maximum de calories et d'abaisser leur tempé- rature au voisinage du point de rosée; qutil permet l'injection du bitume à l'extérieur ou à l'intérieur du tambour-malaxeur su périeur. En outre le large dimensionnement des tambour et de la cheminée permettent-de se passer de l'accélérateur des gaz chauds, appelé aussi exhausteur. A remarquer qu'une surchauffe accidentelle dans le tambour inférieur est tempérée par le tambour supérieur qui tend à condenser les distillats éventuels et à résorber les imbrùîés. L'installation est évidemment dotée d'un détecteur d'humidité des granulats et agit en correction électronique sur le dosage en continu du liant bitumineux. il pourra être conçu, sans que cela soit une nécessité pour la réussite du procédé, de manière à déclancher une injection automatique d'eau en vue de E maintenir le rapport B autour de son optimum d'inhibition de la formation de poussière. REVENDICATIONS 1) Dispositifs d'enrobage bitumineux capables d'enrayer la production de poussière, en perfectionnement de nos procédés décrits au brevet français n0 1.516.830, caractérisés par un acheminement des granulats prébitumés et des gaz chauds dans deux tambours superposés, le brûleur étant placé à l'amont du tambour inférieur et l'admission des granulats non séchés du côté amont du tambour supérieur, granulats prébitumes par des moyens connus, soit à 1 extérieur, soit à l'intérieur du tambour supérieur, le tout en sorte que les gaz chauds provenant du tambour inférieur, éventuellement chargés d'un peu de poussière et détendus dans le conduit fixe qui relie les deux tambours du côté enrobage terminé, servent à préchauffer et à preenrober lesdits granulats prébitumés dans le tambour-malaxeur supérieur qui conduit les gaz brûlés et la vapeur d'eau à travers le rideau continu des granulats en circonvolution ayant un effet filtrant et de condensation, rideau entretenu dans le tambour supérieur sur la totalité de sa longueur et de sa section transversale, dans une cheminée ayant une section transversale comparable à celle des tambours, le préenrobé préchauffe tombant par gravité dans le tambour-mala xeur inférieur qui en parfait l'enrobage et sa mise à la température voulue. 2) Dispositifs d'enrobage bitumineux capables d'enrayer la production de poussière, en perfectionnement de nos procédés décrits au brevet français nO 1.516.830, selon la revendication 1, carac térisés en ce que le choix de grandes sections transversales des tambours, de leurs dispositifs fixes de raccordement et de la cheminée, on obtienne un tirage naturel suffisant pour pouvoir se passer d'un accélérateur de gaz chauds. 3) Dispositifs d'enrobage bitumineux capables d'enrayer la production de poussière, en perfectionnement de nos procédés décrits au brevet français nO 1.516.830, selon la revendication 1, carac térisés en ce qu'en cas d'un rapport du taux d'eau sur le taux de bitume défavorable, une injection d'eau pourra être déclenchée, sans que ce soit une condition nécessaire pour la réussite du procédé, à côté de l'injection du bitume, son débit étant réglé en sorte que le taux doleau dans les granulats devienne juste suffisant pour éviter toute formation de poussière avant que le bitume en fusion niait eu le temps de s'en saisir. 4) Dispositifs d'enrobage bitumineux capable d'enrayer la production de poussière, en perfectionnement de nos procédés décrits au brevet français nO 1.516.830, selon la revendication 1, carac térisés en ce que la section de la pièce fixe qui relie les deux tambours à environ mi-chemin de la cheminée et du brûleur, soit plus grande que celle du tambour inférieur. 5) Dispositifs d'enrobage bitumineux capables d'enrayer la production de poussière, en perfectionnement de nos procédés décrits au brevet français nO 1.516.830, selon la revendication 1, carac térisés par une pulvérisation d'eau dans la cheminée dans le but de rabattre sur les granulats, sous forme de boue, les derniers restes d'une éventuelle poussière, cette boue se joignant au préenrobé entrant dans le tambour inférieur. 6) Dispositifs d'enrobage bitumineux capables d'enrayer la production de poussière, en perfectionnement de nos procédés décrits au brevet français nO 1.516.830, selon la rendication 5, carac terses en ce que l'eau injectée dans la cheminée est alcalinisée en vue de combattre l'action corrosive de l'anhydride sulfurique provenant du fuel 7) Dispositifs d'enrobage bitumineux, selon les revendica-tions précédentes, caractérisés en ce que les perfectionnements qui en résultent pour nos -procédés antérieurs sont couverts par la présente invention.