Brevet FR2465176A1 — publié le 19810320

La présente invention se rapporte d'une façon générale à une installation de chauffage ou de traite- ment par la chaleur d'un lit de matière porté par la partie supérieure d'un transporteur sans fin du type à courroie perforée, ladite partie supérieure s'étendant à travers au moins une zone de chauffage ou de traite- ment par la chaleur, zone dans laquelle un gaz de chauf- fage ou de traitement par la chaleur traverse ladite par- tie supérieure et le lit acheminé sur cette dernière et ce gaz traverse également une autre couche facultative d'une matière perméable aux gaz située entre ladite par- tie supérieure et le lit de matière. Dans les installations du type précité, lorsqu'on chauffe à des températures élevées des lits passifs d'une matière fragmentée, par exemple lors du frittage de pas- tilles de concentré de minerai, on est obligé d'utiliser des transporteurs d'une construction très lourde et com- pliquée, un tel transporteur comprenant des unités auto- nomes telles que des chariots à grilles ou similaires de sorte que, dans la pratique, le poids de la partie mobile du transporteur est au moins du même ordre de grandeur que celui de la matière en cours d'acheminement, si bien que le prix de revient de l'installation calculé pour la quan- tité de matière qu'on peut chauffer ou traiter thermique- ment par unité de temps, est très élevé. Des installations de chauffage ou de traitement par la chaleur comportant des transporteurs sous forme de courroies perforées sans fin d'un poids relativement faible sont également connues des spécialistes. Jusqu'à présent, on ne pouvait utiliser les transporteurs à courroies de ces types connus que lorsque le chauffage devait avoir lieu à des températures très réduites, par exemple des températures pouvant at- teindre environ 3000C, comme il est nécessaire dans des installations de séchage et analogues dans lesquelles il est impossible de traiter une matière capable de produire des poussières ayant des propriétés abrasives en utilisant des transporteurs connus à courroies perforées et des dispositifs associés de support. La présente invention a pour objet un montage nouveau et avantageux permettant de surmonter au moins en grande partie les inconvénients précités. Dans ce but, on prévoit une installation du type défini plus haut et dont le transporteur comporte une série de sections mutuellement adjacentes non perforées, de courroie sans fin, séparées par des zones perforées, si bien que la partie supérieure du transporteur est supportée en coulissement le long d'au moins la presque totalité de sa section de transport de la matière dans la zone des parties non perforées de la courroie, à l'aide- de paliers agissant sur la face inférieure des parties non perforées respectives de la courroie et entièrement recouverts par lesdites parties de la courroie. De cette façon on peut utiliser, de manière avantageuse, des paliers à larges surfaces de support pour la partie supérieure du transporteur, tout en évitant de façon simple lten- trée de poussières abrasives entre lesdites sections de courroie et les organes d'entraînement de la partie supé- rieure du transporteur agissant contre ces sections de courroie. Les paliers supportant les parties non perforées de la courroie sont avantageusement des paliers à fluide sous pression, de préférence des paliers du type à cous- sin de gaz, avec une possibilité d'agencer pour ledit fluide un trajet d'écoulement tel que les poussières abra- sives soient rejetées hors des zones de support. Les perforations dans le transporteur sont cons- tituées par des fentes qui s'étendent avantageusement dans le sens transversal du transporteur, de sorte que les différences de dilatation longitudinales des zones perforées et des zones non perforées de la courroie dans le sens de la longueur du transporteur, peuvent être compensées par des changements spontanés de la largeur des fentes, si bien que le flambage ou les déformations d'un autre type des parties non perforées de la courroie 2 46 5 17 6 sont supprimés au moins en majeure partie, alors que la partie supérieure du transporteur peut se dilater dans le sens transversal pour assurer un certain degré d'affa ssement des zones perforées entre les zones non perforées supportées. Selon un mode de réalisation particulièrement simple et donc préféré de l'invention, le transporteur comprend une seule courroie métallique sans fin compor- tant dans les zones entre les parties non perforées de la courroie, des rangées de fentes agencées en succession et s'étendant dans le sens transversal du transporteur, les fentes dans les rangées adjacentes étant déportées les unes par rapport aux autres d'une façon telle que les zones entre les fentes d'une rangée soient disposées en regard des fentes des rangées adjacentes et, d'autre part, la longueur des fentes dans chaque rangée, l'espa- cement mutuel des fentes dans cette rangée et les dis- tances entre les fentes dans les rangées adjacentes sont réglés de manière que les zones perforées de la courroie soient flexibles (à la façon de ressorts) dans le sens longitudinal du transporteur afin de compenser les dif- férences entre les dilatations longitudinales des zones perforées par lesdites fentes et des zones non perforées et supportées de la courroie. Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, les parties de la courroie comprennent une série de courroies sans fin séparées et disposées côte à côte, lesdites courroies étant munies de supports montés le long des courroies pour recevoir une série de rails s'étendant transversalement par rapport à la direction longitudinale des courroies, de telle sorte que les per- forations sont formées par les espacements entre les rails adjacents. Un tel montage facilite la fabrication du transporteur et permet un remplacement facile des parties usées. La dilatation thermique du transporteur dans le sens transversal est facile à compenser dans une telle construction en faisant en sorte que les rails soient mobiles par rapport aux supports dans le sens transversal du transporteur, si bien que chaque courroie est guidée séparément dans le sens latéral. - Quand l'installation de chauffage ou de traitement thermique comprend plusieurs zones de chauffage ou de traitement thermique disposées dans le sens de la lon- gueur de l'installation, avec un agencement selon lequel le sens d'écoulement du gaz de chauffage ou de traite- ment thermique et/ou le débit de ce gaz sont différents dans les zones respectives, comme il est courant dans des installations de frittage à rubans, la partie supérieure du transporteur est soumise à des charges différentes. Quand on utilise des paliers à coussin de gaz, on peut facilement établir la force correcte de levage du tron- çon du transporteur dans chaque zone en faisant en sorte quepour le support des parties non perforées de la cour- roie, les paliers à coussins de gaz soient du type à pression individuellement réglable, lesdits paliers à coussin de gaz étant séparés les uns des autres dans la section marginale entre lesdites zones. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, au dessin annexé. La fig. 1 représente schématiquement une installa- tion de frittage à courroie comportant une disposition selon l'invention. La fig. 2 est une coupe à plus grande échelle de la même installation sensiblement suivant la ligne II-II de la fig. 1. La fig. 3 est une coupe transversale de la partie supérieure d'une des poutres en caisson servant à suppor- ter la partie supérieure du transporteur à l'aide de coussins à gaz. 1 La fig. 4 est une vue en plan d'une partie de la courroie transporteuse utilisée dans l'installation selon 2 4 6 5 1 7 6 les fig. 1 à 3. La fig. 5 est une coupe transversale partielle d'un autre transporteur à courroie qu'on peut utiliser en liaison avec la disposition selon l'invention. La fig. 6 est une vue en plan d'une partie du transporteur apparaissant à la fig.- 5. La fig. 7 est une coupe d'une partie du transpor- teur suivant la ligne VII-VII de la fig. 6. L'installation de frittage de pastilles que l'on voit aux fig. 1 et 2 comprend une grille mobile 10 proté- gée de l'atmosphère environnante et formée par la partie horizontale supérieure d'une courroie sans fin 11 perméa- ble aux gaz et qui circule sur des rouleaux entraînés 12. La partie d'alimentation de la grille 10 reçoit une couche inférieure 13 de pastilles chaudes et dures en provenance d'une trémie 14 et une couche supérieure 15 d'une matière agglomérée sous forme de pastilles humides brutes ou non traitées qui doivent être traitées par la chaleur dans l'installation, lesdites pastilles brutes étant amenées sur la grille 10 à l'aide d'un transporteur 16. La grille transporte le lit, qui comprend lesdites couches de pas- tilles, à travers des zones de pré-séchage et de séchage final 17 et 18, des zones de pré-chauffage et de chauf- fage final 19 et 20 et enfin des zones de pré-refroidis- sement et de refroidissement final 21 et 22. Les pastilles brutes sont pré-séchées dans la zone de pré-séchage 17 et le lit de pastilles est refroidi dans la zone de re- froidissement 21 à l'aide d'un gaz qui remonte à travers la grille 10 et le lit de pastilles, pendant que ce lit est soumis au pré-chauffage et au chauffage final dans les zones respectives de pré-chauffage 19 et de chauffage final 20, afin d'effectuer la cuisson des pastilles sé- chées à l'aide d'un gaz qui circule de haut en bas en traversant le lit de pastilles et la grille. Un gaz qui s'écoule vers le bas à travers la grille et le lit de pas- tilles est également utilisé dans la zone de refroidisse- ment final 22. Le gaz de refroidissement final est de l'air froid qui passe par une conduite 23 pour rejoindre une chambre de pression 24 située au-dessus de la grille 10 au voisinage de son extrémité de sortie. Sur le côté de la grille opposé à la chambre de pression 24, on a prévu une chambre collectrice 25 pour recueillir l'air utilisé au stade final de refroidissement. L'air chauffé mais à peu près pur qu'on utilise pour le stade de refroidis- sement final, est évacué par une canalisation 26 et un ventilateur 27. Le gaz de pré-refroidissement, par exemple l'air sensiblement froid, est admis par une conduite 28 et un ventilateur 29 dans une chambre de pression 30 prévue au-dessous de la grille 10 et à partir de laquelle le gaz remonte en traversant la grille et le lit pour aboutir dans une chambre collectrice 31. La majeure partie de l'air ayant servi au prérefroidissement quitte cette chambre collectrice à travers une conduite principale 32 et des ramifications 33-35, pour rejoindre la zone de séchage final 18 et les zones de pré-chauffage et de chauf- fage final 19, 20, dans lesquelles cet air est utilisé comme air de séchage et aussi comme comburant auxiliaire pour les brûleurs 36 qui sont montés au-dessus du lit de pastilles et qui produisent des gaz de combustion chauds servant aux stades de pré-chauffage et de chauffage final. La zone de séchage final 18 et les zones de pré- chauffage et de chauffage final 19 et 20 sont séparées les unes des autres au-dessus de la grille 10 et aussi des zones de pré-séchage et de pré-refroidissement 18, 21, au moyen de cloisons descendantes. Au-dessous de la grille 10, est prévue une chambre d'aspiration 37 ser- vant à recueillir les gaz en provenance des zones 18, 19 et 20 après le passage de ces gaz à travers la grille et le lit. La chambre d'aspiration 37 est reliée par une conduite 38 au côté d'aspiration d'un ventilateur 39 qui achemine le gaz recueilli vers une installation de puri- fication de gaz (non représentée). Tout surplus de gaz dans la chambre 31 est évacué par une conduite 40. Le pré-séchage des pastilles est effectué avec de l'air atmosphérique qu'on admet dans une chambre de pression 43 installée sous la grille 10 à travers une conduite 41 et un ventilateur 42.-L air sort de la cham- bre 43 à travers la grille 10 de sorte que cet air re- froidit la grille et il est ensuite chauffé par la matière chaude, après quoi l'air continue à remonter à travers le lit tout en effectuant le pré-séchage des pastilles humides formant la couche 15. On recueille l'air de pré- séchage dans une chambre d'aspiration 44 et l'air quitte cette chambre, par exemple pour rejoindre une cheminée, par une conduite 45. En variante, on peut utiliser une partie au moins de l'air final de refroidissement pour les opérations de pré-chauffage. A l'extrémité de sortie de la grille 10, est monté un dispositif séparateur 46 qui, dans l'exemple représen- té, est constitué par une lame s'étendant dans le sens transversal de la grille et occupant une position telle par rapport à la surface de la grille que cette lame divise le lit en une couche 47 comprenant uniquement des pastil- les de produit fritté provenant de la couche de pastilles et une couche 48 qui comprend à peu près uniquement la matière provenant de la couche chaude 13. Les couches 47 et 48 sont acheminées chacune vers un transporteur respectif (non représenté) en vue de leur transfert dans une zone de stockage du produit sous forme de pastilles et aussi pour le transport, pendant que le produit est encore chaud vers la trémie 14, en vue d'une utilisation comme matière de couche de foyer. Comme on le voit plus clairement à l'examen des fig. 2 à 4, le transporteur Il comprend une courroie sans fin relativement mince qui peut être fabriquée en acier. La courroie 11 présente une série de sections adjacentes non perforées 49 et 50 qui sont disposées sur des moyens de support 51, 52 et qui sont séparées par des zones perforées 53. Les moyens de support comprennent des paliers à coussins de gaz ayant la forme de poutres en caisson présentant des ouvertures de sortie 54 pour l'air ou un autre gaz, sur le dessus des caissons. Chaque poutre en caisson 51 ou 52 est divisée dans le sens de sa longueur par des cloisons transversales 55 (fig. 1) portant ladite poutre en caisson 51 ou 52, pour former une série de pa- liers à coussins de gaz dans des positions longitudinales successives de la grille 10, les groupes de paliers adja- cents à coussins de gaz entre les cloisons voisines 55 étant munis de moyens pour régler individuellement la pression de chaque coussin à gaz. Dans le mode de réali- sation représenté, les poutres à caissons 51, 52 de cha- que groupe de paliers à coussins de gaz sont alimentées par des conduites individuelles d'amenée de gaz 56, 57, avec possibilité de prévoir des vannes comme on peut le voir en 58 à la fig. 2, en vue d'un réglage individuel de la pression des coussins d'air de chaque groupe de pa- liers à coussins d'air. Comme on peut le voir également à l'examen de la fig. 2, la partie non perforée 49 de la courroie disposée à c8té de la grille 10, présente une largeur beaucoup plus importante que les autres parties non perforées 50 de la courroie, Les parties 49 de la courroie sont montées dans des structures d'enveloppes faisant saillie latéra- lement le long des parois de l'installation de frittage. Le long de chaque côté de la courroie 11, est prévu un bourrelet longitudinal 59 réalisé par un profilé collé en une matière élastomère et dont le but est de consti- tuer un élément de retenue pour la couche chaude 13, avec possibilité d'un refroidissement réglable comme on peut le voir à l'examen de la conduite 60 et de la vanne asso- ciée 61 (fig. 2). Une cloison longitudinale 63 est diri- gée vers le bas à partir de la paroi supérieure 62 de la structure d'enveloppe pour rejoindre la surface supérieure de la couche chaude 13, si bien qu'un gaz sous pression peut être envoyé dans la zone 66 de la structure d'enve- loppe à l'extérieur de la cloison 63, à travers une con- duite 64 et une vanne 65. 2 4 6.5 1 7 6 La partie supérieure d'une poutre à caisson 52 est représentée plus en détail à la fig. 3. Sur cette dernièreon peut voir que la poutre est munie sur son côté supérieur d'une gouttière 67 ou d'une série dtévi- dements successifs dans lesquels arrive au moins une sortie de gaz 54. Le côté supérieur peut être revêtu avantageusement d'une matière possédant de bonnes proprié- tés de glissement, par exemple une matière plastique thermiquement résistante et présentant un faible coeffi- cient de frottement comme on peut le voir en 68. La fig. 4 représente la disposition des perfora- tions quton peut avantageusement utiliser lorsque la courroie transporteuse Il présente la forme d'une cour- roie unique sans fin, par exemple en acier. Dans un tel cas, les perforations comprennent des rangées de fentes 69, 70 s'étendant dans le sens transversal de la courroie 11, de telle façon que les fentes 70 d'une rangée empiè- tent sur les zones entre les fentes successives 69 des rangées adjacentes. D'autre part, la longueur des fentes 69 ou 70 dans chaque rangée, la distance entre ces fentes et la distance entre les fentes 69 et 70 dans les rangées adjacentes peuvent être calculées de façon que la zone perforée 53 soit légèrement flexible dans le sens longi- tudinal de la courroie 11, d'une manière telle que les dilatations différentes de la courroie 11 respectivement dans la zone 53 et les zones avoisinantes 50 ne provoquent pas de flambage ou de déformation des zones 50 mais pro- voquent au lieu de cela de légers changements de la lar- geur des fentes 69 et 70. Les fig. 5 à 7 représentent une variante de réali- sation avantageuse du transporteur 11, selon laquelle les parties non perforées 49, 50 de la courroie sont formées par des courroies individuelles sans fin mutuellement adjacentes, par exemple en acier. Les courroies 49, 50 comportent sur le dessous des paires de barres longitudi- nales de guidage 71 en une matière flexible et placées sur un c8té respectif d'une poutre à caisson associée (51, 52 à la fig. 2). Les courroies 49, 50 sont munies (voir fig. 7) de supports 72 unis à la surface de la courroie par l'intermédiaire d'éléments intercalaires 73 en une matière élastique thermiquement résistante. Par exemple et comme indiqué par les traits mixtes à la fig. 7, les courroies 49, 50 peuvent porter des boulons filetés 74 fixés par une soudure par points et servant à maintenir les éléments 73 et les supports 72 par la coopération entre un tel boulon et un écrou 75. Les supports 72 comportent chacun une tête 76, au- dessous de laquelle sont ménagées des gorges s'étendant transversalement par rapport à la courroie 49 ou la courroie 50 et servant à recevoir des rebords longitudi- naux mobiles vers l'intérieur 77 de rails profilés 78 présentant en section une surface supérieure sensiblement semi-circulaire. Les rails 78 sont espacés de manière à obtenir dans les zones entre les courroies 49 et 50 des ouvertures en forme de fentes 79 pour le passage d'un gaz de chauffage ou de traitement thermique à travers la partie supérieure du transporteur 11. L'invention vient d'être décrite à propos d'une installation de frittage étant donné qu'on obtient des avantages particulièrement intéressants dans un tel contexte, mais l'invention n'est nullement limitée à cette application et peut présenter différentes variantes sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Installation de chauffage ou de traitement thermique d'un lit (15) d'une matière supporté par la partie supérieure (10) d'un transporteur à courroie du type perforé sans fin (il), ladite partie supérieure passant à travers au moins une zone de chauffage ou de traitement thermique (17-22) dans laquelle un gaz de. chauffage ou de traitement thermique traverse ladite par- te supérieure (10) et le lit (15) acheminé sur le trans- porteur et traverse aussi une autre couche facultative (13) d'une matière perméable au gaz disposée entre ladite partie supérieure et le lit, caractérisée en ce que le transporteur (11) comprend une série de parties mutuel- lement adjacentes et non perforées de courroie (49, 50), séparées par des zones perforées (53), la partie supé- rieure (10) du transporteur étant supporté en coulisse- ment le long d'au moins la presque totalité de la lon- gueur de transport de la matière dans la région des par- ties non perforées de la courroie (49, 50) par des paliers (51, 52, 56, 57, 58) qui agissent sur la surface de des- sous des parties respectives non perforées de la courroie et qui sont entièrement recouverts par lesdites parties (49, 50) de la courroie. 2 - Installation selon la revendication 1, carac- térisée en ce que les paliers sont des paliers à fluide sous pression. 3 - Installation selon la revendication 2, carac- térisée en ce que les paliers à fluide sous pression sont des paliers à coussin de gaz. 4 - Installation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les perforations sont formées par des fentes (69, 70, 79) qui s'étendent à peu près dans le sens transversal du transporteur (11). - Installation selon la revendication 4, carac- térisée en ce que le transporteur (11) comprend une seule courroie métallique sans fin présentant, dans les régions (53) entre les parties non perforées (49, 50) de la courroie, des rangées de fentes successives (69, 70) qui s'étendent dans le sens transversal du transporteur, les fentes (69, ) des rangées adjacentes étant déportées les unes par rapport aux autres d'une façon telle que les fentes (70) d'une rangée soient en regard des fentes (69) des ran- gées adjacentes; et aussi en ce que les longueurs des fentes (69, 70) de chaque rangée, l'espacement mutuel entre les fentes dans la-dite rangée et les distances entre les fentes dans les rangées adjacentes étant cal- culé d'une façon telle que les zones perforées de la courroie soient flexibles dans le sens de la longueur du transporteur pour compenser les différences entre les dilatations thermiques longitudinales des zones (53) per- forées par lesdites fentes et des zones non perforées (49, 50) de la courroie. 6 - Installation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les parties (49, 50) de la courroie comprennent plusieurs courroies sans fin sépa- rées et juxtaposées, lesdites courroies étant munies de supports (72) montés le long des courroies pour recevoir une série de rails (78) s'étendant transversalement à la direction longitudinale des courroies, lesdites perfora- tions étant constituées par les espacements entre les rails adjacents (78). 7 - Installation selon la revendication 6, carac- térisée en ce que les rails (78) sont mobiles par rapport aux supports (72) dans le sens transversal du transpor- teur (11), de sorte que chaque courroie est individuelle- ment guidée dans le sens latéral. 8 - Installation selon l'une des revendications 3 à 7, dans laquelle sont prévues plusieurs zones de chauf- fage ou de traitement thermique (17-22) disposées dans le sens de la longueur de l'installation et dans laquelle le sens de l'écoulement du gaz de chauffage ou de traitement thermique et/ou le débit de ce gaz sont différents dans les zones respectives ce qui exige une différence cor- respondante de la pression des paliers à coussin à gaz, installation caractérisée en ce que chaque partie non perforée de la courroie (49, 50) est supportée par plusieurs paliers à coussin à gaz (51, 52, 56, 57, 58) séparés les uns des autres dans la région marginale entre lesdites zones (17-22).