Brevet FR2501845A1 — publié le 19820917

La présente invention concerne un procédé et un appareil d'admission continue d'une matière carbonée en morceaux dans une cuve à travers laquelle un gaz à une température élevée est conduit à une sortie de gaz supérieure disposée centralement. Le procédé et l'appareil de l'invention sont conçus pour permettre à un gaz à une température élevée de s'écouler dans une cuve, par exemple dans un four à cuve,o du minerai broyé est réduit. Dans ces conditions, la température du gaz de sortie s'élève jusqu'à un ordre de grandeur de 1.1000C. Cette haute température du gaz de sortie exercerait des effets considérables sur le garnissage du four si celui-ci était directement exposé aux gaz à des températures aussi élevées. Par remplissage de la cuve au moyen d'une matière carbonée en morceaux, le garnis- sage de la cuve se trouve protégé contre l'action directe des hautes températures du gaz de sortie et simultanément le rayonnement thermique direct émanant de la zone de réaction, qui peut être entretenue, par exemple,au moyen d'un générateur de plasma, est empêché d'atteindre les surfaces limites de la cuve. Le but de l'invention est, par conséquent, d'établir dans la cuve des conditions telles que le flux de gaz s'écoule en substance centralement dans la cuve jusqu'à une sortie de gaz supérieure, l'in- tention étant d'éviter dans toute la mesure du possi- ble des sollicitations thermiques excessives sur legarnis- sage de la cuve et les dispositifs d'alimentation par lesquels la matière carbonée en morceaux est ad- mise dans la cuve. Un autre but de l'invention est d'établir des conditions d'écoulement de gaz sensiblement constantes dans la cuve permettant de combiner le refroidissement et la régénération du gaz usé et ainsi d'utiliser celuici, par exemple, comme gaz de réaction dans la cuve. 250 1845 Suivant l'invention, on atteint les buts indiqués ci-dessus en exécutant le procédé et en construisant l'appareil conformément aux particulari- tés caractéristiques de l'invention. Du fait que la matière carbonée en morceaux est admise dans la partie supérieure de la cuve par 1 'in- termédiaire de conduites d'admission uniformément ré- parties et obturées ou par l'intermédiaire d'une fen- te d'admission annulaire, la surface enveloppe de la matière ainsi admise à la partie supérieure de la cuve constitue un creux conique correspondant à l'an- gle de talus naturel, c'est-à-dire que la couche de matière recouvre la surface limite intérieure de la cuve en une épaisseur qui décroît vers le haut. La répartition de la matière en morceaux obtenue de cette façon dans la partie supérieure de la cuve favorise un écoulement central du gaz dans la cuveet nors de celle-ci par une sortie des gaz disposée centra- lement tout en réduisant dans une grande mesure la sollicitation thermique des conduites d'admission ou de la fente d'admission. Pour faciliter l'admission de la matière en morceaux dans la cuve, une chambre de distribution est avantageusement agencée à l'amont des conduites d'admission ou de la fente d'admission annulaire, ce qui fait que la matière quittant la chambre de dis- tribution est répartie de manière uniforme et con- venable entre les conduites ou sur toute l'étendue de la fente d'admission. Pour réduire le risque d'un écoulement de-gaz par les conduites d'admission et la fente d'admission, il est avantageux de disposer au moins une chambre formant sas à l'amont ou à l'aval de la chambre de distribution. Dans ce cas, des dispositifs obturateurs sont montés entre la chambre de distribution et la chambre for- mant sas,d'une part, et les conduites d'admission ou la fente d'admission, d'autre part. L'invention est décrite ci-après avec réfé- rence au dessin annexé, dans lequel: Fig. 1 est une vue schématique en perspec- tive, avec certaines parties arrachées, d'un appareil pour l'admission continue d'une matière en morceaux dans une cuve, et Fig. 2 est une vue schématique, en coupe, de la partie supérieure de la cuve et de l'appareil d'admission d'une matière en morceaux, montrant l'écoulement central du gaz dans la cuve. Comme le montre la Fig. 1, la cuve 1 est munie d'une sortie de gaz supérieure 3, la cuve étant remplie d'une matière en morceaux 2. Cette matière en morceaux 2 est débitée par des conduites d'ad- mission obturées 4 réparties uniformément sur le contour supérieur de la cuve 1. La matière en morceaux avantageusement car- bonée est amenée par le dessus au moyen d'un disposi- tif transporteur indiqué de manière générale en 10 dans une trémie d'alimentation 9 et une première chambre 6a. De là, la matière parvient, en passant par un dis- positif obturateur 11, dans une chambre formant sas 6b pour être amenée ensuite à la chambre de distri- bution 5 en passant par un dispositif obturateur 7. Au sortir de la chambre de distribution 5, la matière parvient automatiquement à chaque tube de ramifica- tion 4' menant à l'une des conduites d'admission obturées 4. Un dispositif obturateur 8 est monté entre chaque tube de ramification 4' et chaque con- duite d'admission obturée 4. Le montage comprenant les différents dispo- sitifs obturateurs 7, 8 et 11 supprime toute tendance à l'écoulement du gaz-par les conduites d'admission 4, les tubes de ramification 4', la chambre de dis- tribution 5 et la chambre formant sas 6b. L'écoule- ment de gaz qui peut avoir lieu pendant la brève ouverture des dispositifs obturateurs lors du mouve- ment descendant de la matière en morceaux dans la cuve et l'élévation de température ainsi induite dans les organes d'admission sont négligeables, l'élé- vation de température des parties exposées au flux - de gaz étant extrêmement modérée. La matière en morceaux 2 peut être avanta- geusement accumulée dans les conduites d'alimentation obturées 4 et contribue ainsi à abriter les disposi- tifs obturateurs 8 contre les températures élevées qui règnent dans la cuve 1. L'application d'un garnissage en matière réfractaire 4a sur les surfa- ces intérieures des conduites d'admission obtu- rées 4 empêche que les conduites d'admission 4 soient endommagées par la chaleur parvenant par con- tact et transmission dans la matière en morceaux. La matière en morceaux 2, à l'intérieur des conduites d'admission 4, protège. en outre les dispositifs obturateurs 8 contre le rayonnement thermique direct de l'intérieur de la cuve 1. Les flèches a et A de la Fig. 2 montrent comment le flux de gaz central s'établit dans la cuve 1 en direction de la sortie de gaz 3. Bien que divers modes et détails de réa- lisation aient été décrits pour illustrer l'inven- tion, il va de soi que celle-ci est susceptible de nombreuses variantes et modifications sans sortir de son cadre. 250 1845 R E V E N D I C A T I O N S 1.- Procédé pour admettre par le dessus une matière en morceaux, de préférence carbonée, dans une cuve à travers laquelle un gaz à une température élevée est conduit en sens ascendant à une sortie de gaz supérieure disposée centralement, caractérisé en ce que la matière en morceaux à la partie supérieure est admise dans la cuve par l'intermédiaire de conduites d'admission uniforméments réparties et obturées ou par l'intermédiaire d'une fente d'admission annulaire en un endroit adjacent à la périphérie de la cuve. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que 1' introduction de la matière carbo- née en morceaux dans les conduites d'admission obturées ou la fente d'admission annulaire est effectuée cen- tralement par l'intermédiaire d'une chambre de dis- tribution à laquelle chaque conduite d'admission ou la fente d'admission est raccordée. 3.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'introduction de la matière car- bonée en morceaux dans la chambre de distribution est effectuée par l'intermédiaire d'au moins une chambre formant sas d'o la matière carbonée en mor- ceaux est débitée dans la chambre de distribution en passant par un dispositif obturateur. 4.- Appareil pour admettre par le dessus une matière en morceaux dans une cuve à travers laquelle un gaz à une température élevée est conduit en sens ascendant à une sortie de gaz supérieure disposée cen- tralement et permettant d'appliquer le procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des conduites d'admission obturées (4) ou une fente d'ad- mission annulaire débouchant dans la cuve (l)en un endroit adjacent à la périphérie de celle-ci. 5.- Appareil suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le diamètre de la cuve (1) et la section de chaque conduite d'admission (4) ou la lar- geur de la fente, de même que leur position adjacente au contour de la cuve sont choisis de manière que la surface enveloppe supérieure de la matière carbonée en morceaux admise dans la cuve soit sensi- blement conique. 6.- Appareil suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre de distribution centrale (5) communiquant avec les conduites d'admission obturées (4) ou la fente d'ad- mission annulaire. 7.- Appareil suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'au moins une chambre formant sas (6) est disposée à l'amont de la chambre de dis- tribution (5) et un dispositif obturateur (7) est agencé entre la chambre formant sas et la chambre de distribution pour régler l'introduction de la matière carbonée en morceaux dans la chambre de distribution. 8.- Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'un dispositif obturateur (8) est agencé dans chaque conduite d'admission entre la cuve (1) et la chambre de distribution (5).