Brevet FR2537160A1 — publié le 19840608

Dispositif pour le séchage et le déshuilage de copeaux de métal " L'invention concerne un dispositif utilisable pour le traitement de matières premières secondaires métalliques en forme de copeaux, notamment d'aluminium et alliages d'aluminium, qui sont séchées et déshuilées dans des tambours rotatifs, tuyaux tournants et analogues. Les nombreux copeaux de matières premières secondaires métalliques qui sont produits lors du formage à enlèvement de matière de demi-produits chez de nombreux fabricants de groupes de construction et de produits finis, nécessitent, avant leur réinsertion dans le circuit d'utilisation du métal, un traitement de régénération. La cause en réside, en plus de leur différente configu- ration extérieure en forme de copeaux courts et longs enroulés en boucles, ces derniers généralement en touffes, principalement dans leur encrassement avec le lubrifiant utilisé pour l'usinage ainsi qu'avec des matières organiques telles que débrits de chiffons, de bois, de copeaux et morceaux parfois d'autres métaux, et finalement avec de la terre et autres impuretés dans le cas de leur entrepôt défectueux. Dans le cas d'un séjour prolongé à l'air libre, il peut également se produire des adhérences de grandes quantités d'eau de pluie provoquant des débuts d'oxydation qui nécessitent un traitement de rénovation. En vue de permettre, dans, le cas de l'alu- minium, la fabricationde-produits coulés -en aluminium de qualitéstandard unr séchage et un déshuilage préalables sont indispensables, car c'est seulement après -ces mesures que, par une séparation magnêtique ultérieure que peuvent être séparés les copeaux et petites pièces d'aluminium des copeaux de fer en fractions de fer et d 'aluminium _ purs - Un séchage et un dégraissage uniformes presque parfaits posent des problèmes sérieux en raison des propriétés souvent très variables des copeaux à traiter Dans le brevet DE 1 758 475 ont déjà été proposés un procédé et une installation de traitement de mitrailles impures Ce procédé est caractérisé en ce que la mitraille impure est tout d'abord arrosée, dans la zone antérieure d'un tambour rotatif chauffé extérieurement, avec de l'huile légère et de l'eau Ensuite est réalisée une combustion partielle des matières combustibles L'arrosage est effectué, en dépendance de la température, dans une zone du tambour o se produit la combustion et est réglé automatiquement L'installation pour l'application de ce procédé comprend un tambour rotatif, qui est raccordé, avec une extrémité ouverte, à une chambre à fumées, et qui comprend une chambre allongée pourvue d'un brûleur. Le tambour lui-même est entouré par une enveloppe ou carter en acier, qui est raccordée à un petit four entourant la partie antérieure du tambour pour le chauffage, et à une soufflante d'air froid pour le refroidissement du tambour Une goulotte est prévue pour le chargement du tambour avec des déchets métalliques A proximité de cette goulotte, sont disposés un ou plusieurs brûleurs économiques à bec Pour le traitement avec cette installa- tion, le tambour est chargé avec la mitraille en question. La vaporisation de l'eau, de l'huile et autres matières volatiles et combustibles est réalisée de l'extérieur, de telle manière qu'une partie de l'huile contaminant la mitraille est brûlée, cette combustion étant supposée favorisée-par les brûleurs économiques La mitraille est arrosée, suivant sa teneur en huile et autres résidus organiques et en eau, avec de l'huile par une douche à huile,- ou avec de l'eau par une douche à eau, Le brûleur économique fonctionne comme brûleur de sécurité et il est continuellement en service, Il a principalement pour rôle de s'allumer dès la forma- tion éventuelle de mélanges explosifs de gaz d'huile et d'air,, et non de participer à la combustion des matières dans le sens large du terme Indépendamment du besoin en carburant du brûleur dans la chambre allongée qui sert de chambre de post-combustion pour les gaz de fumée, une proportion de 95 % des besoins en carburant pour atteindre et maintenir la température de service-dans la zone d'entrée du tambour est constituée par l'apport de chaleur exclusivement indirect par l'enveloppe pour le chauffage du petit four et pour lequel est prévu un brûleur principal, non représenté Ce chauffage presque exclusivement indirect est la cause, pour le brûleur principal, d'un besoin spécifique de carburant relativement élevé Il provoque, réglé en dépendance de la température, une mise en action relativement fréquente de l'arrosage avec de l'huile légère en vue de permettre une combustion permanente des quantités fortement variables d'huile adhérente aux copeaux, ce qui est nécessaire pour des raisons de sécurité et qui doit étre observé en perma- nence au moyen d'une vitre indicatrice En outre, lors du démarrage de l'installation, de l'huile-légère par- ticulière, notamment de l'huile Diesel, est ajoutée à la main pour déclencher l'allumage, Lorsque le processus de combustion permanent est institué, et cela peut être le cas lorsque la teneur en eau et/ou en huile des copeaux varie brusquement, il se produit des amortissements et la zone de combustion se déplace vers la partie pos- térieure du tambour qui, en déroulement normal du processus sert déjà de section de -refroidissement O D'autre-part, le processus de combustion peut être-favorisé par-l'arrosage avec l'huile Diesel, de telle sorte que les températures de travail admissibles soient dépassées, et-que, pour le refroidissement l'arro- sage avec de-l'eau est-mis en route prématurément Les- inconvénients essentiels de cet état de la technique connu,-résident en ce que, pour le chauffage indirect du tambour et pour l'arrosage supplémentaire fréquent avec de l'huile légère, une consommation spécifique d'énergie élevée est nécessaire L'arrosage exige la mise en oeuvre d'une matière combustible de faible viscosité en quantité relativement-élevée Etant donné que-l'énergie d'allumage n'est souvent pas suffisante en raison des adhérences fortement variables dlhuile sur les-copeaux, il est nécessaire d'ajouter encore-de l'huile légère lors du démarrage de l'installation En outre, des incon- vénients résident dans l'apport d'une quantité inutilement élevée d'eau par l'arrosage et dans l'obligation-de la surveillance en raison du danger d'obstruction par une combustion instable de l'huile dans la zone de combustion. L'indication donnée dans l'état connu de la technique (brevet DE I-758 475) que le petit four et l'enveloppe de-chauffage peuvent être supprimés par un chauffage direct du tambour est à exclure, parce que, lors du chargement de copeaux avec des adhérences impor- tantes d'eau conduit nécessairement à un apport de chaleur élevé pour obtenir une flamme grande et forte de brûleurs disposés directement, de telle sorte-qu'il se produit, notamment dans le cas de l'aluminium, des phénomènes d'oxydation et de fusion O Les inconvénients du chauffage direct résident, en outre, en ce que l'échauffement et le maintien d'une température aussi constante que possible sur la totalité du pourtour du tambour dans le domaine de la zone de combustion sont irréguliers, et n'est pas limi- table sans ambiguité en direction-de la zone de refroi- dissement, parce qu'un contact uniforme des gaz de combus- tion chauds sur la presque totalité du pourtour du tambour, délimité par zones par le petit four, n'existe pas. D'autre part également, le risque de dépasse- ment des températures de travail est temporairement entraîné dans le cas de copeaux à haute teneur en huile, et également lié à des débuts de phénomènes de fusion indésirables Il en résulte des particules grossières analogues à des scories qui restent accrochées aux or- ganes entraîneurs dans le tambour, mais qui gênent cependant particulièrement tous les processus suivants- de séparation et de transport. L'emploi de douches à eau permet, en réalité, d'amoindrir ce risque, mais il ne peut pas être exclu et il nécessiterait une consommation d'énergie élevée inutile précisément pour vaporiser cette eau. Enfin, le guidage des gaz de combustion et d'évacuation est fortement influencé de telle sorte que le système de conduites de ces gaz qui était prévu pour le chauffage indirect devrait être modifié. La présente invention a pour but de réaliser le séchage et le déshuilage de copeaux de métal, avec un besoin spécifique réduit de porteurs d'énergie sous la forme de matières combustibles liquides ou gazeuses, et notamment l'apport d'huiles légères de haute valeur pour l'arrosage des copeaux Elle doit permettre là mise en oeuvre d'huiles de moindre valeur et la réduction d'ensemble de travail manuel, avec simultanément un accroissement de la sécurité du travail et l'assurance d'un mode de travail respectant l'environ ô nement. Dans ce but, l invention concerne un procédé au moyen duquel sont assurés simultanément un séchage et un déshuilage presque complets de copeaux de métal contaminés avec, en outre, un large dépoussiérage, notamment avec des apports considérablement réduits en huile légère-et en eau, et avec économie d'fénergie. L'invention a pour objet un dispositif caractérisé par un chauffage combiné direct et indirect, réalisé en ce que, en plus du br leur principal de chauffage indirect dans la chambre de combustion, et du brûleur de sécurité servant de brûleur d'allumage, est disposé, directement auprès du brûleur de seurité, avec une inclinaison de 20 à 250 par rapport à l'axe du tambour, en direction du courant de déplacement des copeaux, un brûleur supplémentaire, alimenté par le carburant du brûleur principal,-sans apport d'air de combustion séparé, qui chauffe directement la zone de combustion, le rapport entre le chauffage indirect et ce chauffage direct étant compris entre 1/1 et 4/1. L'amenée de matière combustible ou carburant au brûleur supplémentaire est dérivée de celle du brûleur principal dans une proportion de 20 à 50 %, de telle sorte qu'il n'en résulte aucune augmentation de l'amenée de carburant pour le chauffage, maintenant combiné direct et indirect, de la zone de combustion dans le tambour Le rapport entre le chauffage indirect et le chauffage direct est situé entre 1 et 4 pour 1. Au contraire du brûleur principal, le brûleur supplémentaire n'est pas réglé automatiquement à partir d'une charge de base et d'une charge principale, mais il est effectué, dans le cas d'un brûleur commandé en fonction de la température, pour le brûleur principal, avec une consommation de gaz restant toujours la même, c'est-à-dire avec une forme de flamme inchangée pendant le fonctionnement. La relation introduite dans le régime de réglage de température en question s'effectue seulement dans la mesure o le brûleur principal et le brûleur additionnel sont connectés en commun et déconnectés en commun En outre, le brûleur additionnel est caractérisé en ce qu'il ne comporte aucune amenée propre d'air de combustion, mais l'air nécessaire à la combustion du carburant est prélevé dans l'atmosphère à l'intérieur du tambour, à laquelle, de son côté, en vue du refroidissement des copeaux dans la partie postérieure de sortie du tam- bour, de l'air frais est introduit par l'intermédiaire d'un clapet réglable. En liaison avec l'inclinaison mentionnée de l'axe du brûleur additionnel, il est obtenu, grâce à l'abandon d'une amenée séparée d'air à ce brûleur, une flamme relativement sans vigueur en atmosphère réductrice, qui s'applique uniformément sur les copeaux projetés en forme de parabole par le vibrateur, jusqu'à l'intérieur de la partie de zone de combustion, dans laquelle les copeaux sont alternativement soulevés et laissés tomber par les organes entraîneurs en forme de palettes qui sont disposés en hélice sur le pourtour du tambour. L'atmosphère réductrice s'oppose, en outre, à une oxydation-des copeaux et à une combustion d'une partie des copeaux lorsque, par exemple, des copeaux sont mélangés avec des matières en magnésium L'amenée de carburant peut, si nécessaire, être étranglée à volonté à la main, ce qui est avantageux par exemple lors d'une préparation plus longue de copeaux comportant des adhérences importantes d'huile. Si, lorsque est atteinte une limite de tempé- rature supérieure, le brûleur principal et le brûleur supplémentaire sont mis automatiquement hors service en même temps, les composants d'huile adhérents et/ou vaporisés sont brûlés sans aide de flamme. Cet état est maintenu, conformément à l'in- vention, par le chauffage combiné direct et indirect, plus longtemps cue dans le cas d'un seul chauffage indirect Cependant, il y a risque que la combustion exécutée plus tôt crue la remise en service automatique des brûleurs soit réalisée lors de l'atteinte d'une limite dé température inférieure En vue d'éviter un dégraissage involontaire des copeaux, la zone de combus- tion est surveillée au moyen d'une photo-cellule disposée frontalement audessus du brûleur de sécurité et brûleur supplémentaire, laquelle, dans le cas de manque d'éclai- rage, provoque une mise en service des brûleurs avant l'attente de la limite inférieure de température. L'invention est expliauée ci-après à l'aide d'un exemple dé réalisation Le dessin annexé est une vue en coupe d'un tambour rotatif connu, avec l'installation de combustion-conforme à l'invention pour le traitement de copeaux en aluminium et alliages d'aluminium. Comme le montre la figure 1, le dispositif conforme à l'invention comprend un tambour rotatif 4 qui est raccordé, avec une extrémité ouverte, à une chambre de fumée 7 Le tambour 4 est entouré par un carter en acier ou enveloppe 8 et aui-est chauffé avec un brûleur principal 6 qui est disposé en-dessous de la chambre de combustion 5 raccordée au tambour 4 Pour le chargement du tambour 4 avec des chutes de métal, il est prévu un vibrateur 3 au-dessus duguel est disposé direc- tement un brûleur de sécurité 1 Avec une inclinaison de à 250 par rapport au tambour 4 est monté un brûleur supplémentaire 2, dont l'amenée de carburant est réalisée avec 20 à 50 % de celle du brûleur principal 6 de la chambre de combustion 5, de telle sorte qu'un accroissement de l'amenée de carburant n'est pas nécessaire Le dispo- sitif est tout d'abord chauffé, en vue d'atteindre la tem- pérature de service, avec le brûleur principal 6 et le brûleur supplémentaire 2 Le brûleur de-sécurité 1 est constamment en service, c'est-à-dire même pendant le pré-chauffage Après atteinte de la température de service, l'amenée des copeaux par le vibrateur 3 vers la zone de combustion est déclenchée Etant donné que, à cet instant, le brûleur additionnel 2 est toujours totalement en service, un apport spécial d'huile légère sur le vibrateur 3 par la buse d'arrosage est superflu, apport qui était nécessaire jusau'à maintenant pour déclencher le processus de combustion Lors d'une déconnexion, dépendante de la température, du brûleur principal 6, de la chambre de combustion 5 et du brûleur additionnel 2, la combustion de l'huile se poursuit par elle-même. Mais si le processus de combustion cesse, avant gue le brûleur, réglé en dépendance de la température, se connecte à nouveau, cet état peut être signalisé par une photo-cellule 9, disposée au-dessus du brûleur supplémen- taire 2, et la connexion de ce brûleur peut être déclen- chée sans retard. Dans le cas de traitement des copeaux riches en huile, gui sont produits, par exemple, lors de l'usinage de pistons d'automobiles, et qui, en raison de leur teneur en nickel sont généralement conservés séparément, il suffit simplement d'étrangler l'amenée de carburant au brûleur supplémentaire 2, à la main, suffi- samment pour gue l'arrosage à l'eau gaspilleur d'énergie soit autant que possible supprimé. L'invention est caractérisée, par rapport à l'état connu de la technique, par divers avantages C'est ainsi que la portion de temps productive de l'ensemble du dispositif est accrue, étant donné que le chauffage préliminaire pour atteindre la température nécessaire est limité à environ 60 % du temps aui était nécessaire avec le chauffage indirect seul précédemment prévu Etant donné que, lors de l'amenée des copeaux à la chambre de combustion 2, le brûleur supplémentaire est toujours en service, une amenée supplémentaire d'huile légère au-delà de l'arrosage, qui était nécessaire pour le déclenchement du processus de combustion, devient inutile. Par amélioration du processus de combustion, au moyen de la flamme calme et orientée du brûleur supplémentaire 2, le rendement est supérieur de 10 à -% à celui obtenu sans ce brûleur Fréquemment, l'arro- sage à l'huile existant, adapté à l'utilisation de l'huile de moindre valeur peut même être déconnecté, auquel cas on obtient encore, malgré cela, un rendement correspondant à celui obtenu avec l'arrosage à l'huile sans le brûleur supplémentaire 2. Un autre avantage réside en ce que la mise en oeuvre précédemment nécessaire d'huiles légères peut être remplacée par un mélange d'huiles usagées, avec une configuration appropriée des dispositifs pour l'arrosage et l'amenée d'huile, car ces huiles peuvent être allumées et brûlées par le brûleur supplémentaire, sinon elles resteraient non brûlées et adhéreraient aux copeaux. Il est en outre d'importance considérable cue, par rapport aux procédés et dispositifs antérieurs connus, seulement environ 70 à 80 % d'énergie thermique sont nécessaires, car le chauffage partiellement direct de la zone de combustion dans le tambour a un effet thermique plus élevé que le chauffage indirect, et parce que le brûleur supplémentaire 2 peut brûler complètement les huiles qui sont adhérentes aux copeaux, tandis que, sans ce brûleur supplémentaire 2, elles seraient partiellement soumises à une évaporation et seraient complètement brûlées seulement dans la chambre de post-combustion. Enfin, par l'amenée directe de l'énergie aux copeaux, la température d'allumage est atteinte plus rapidement. 2537160- REVENDICATIONS 1) Dispositif pour le séchage et le déshuilage de copeaux de métal comprenant un dispositif de combustion en forme de tambour rotatif, précédé par un dispositif de chargement et qui passe devant deux douchesactionnées par un régulateur pour un arrosage des copeaux ou de la mitraille avec de l'huile et avec, de l'eau, le dispositif de combustion étant enfermé dans une enveloppe en acier qui est raccordée avec une installation indirecte de -10 réchauffage en forme d'une chambre de combustion avec brûleur principal, et qui est équipée avec un brûleur de sécurité pénétrant à l'intérieur du tambour rotatif à travers la chambre de fumées, dispositif caractérisé par un chauffage combiné direct et indirect, réalisé en ce que, en plus du brûleur principal ( 6) de chauffage indirect dans la chambre de combustion ( 5), et du brûleur de sécurité ( 1) servant de brûleur d'allumage, est disposé, directement auprès du brûleur de sécurité ( 1), avec une inclinaison de 20 à 250 par rapport à l'axe du tambour ( 4), en direction du courant de déplacement des copeaux, un brûleur supplémentaire ( 2), alimenté par le carburant du brûleur principal ( 6), sans apport d'air de combustion séparé, qui chauffe directement la zone de combustion, le rapport entre le chauffage indirect et ce chauffage direct étant compris entre 1/1 et 4/1. 2) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, pour la surveillance de la zone de combustion dans le tambour ( 4), il est prévu frontalement, sur la sortie des gaz de fumées, au-dessus du brûleur supplémentaire ( 2), une cellule photo-électrique ( 9), réagissant lors d'une interruption du processus de combus- tion, dans cette zone, pour mettre en service le brûleur principal ( 6) et le brûleur supplémentaire ( 2).