Brevet FR2536844A1 — publié le 19840601

- Les grands fours rotatifs, qui sont par exemple uti- lises dans les industries de la chaux et du dime-u, sont souvent munis de refroidisseurs dits satelliteso Ceux-ci présentent la forme de cylindres d'acier allongés, intée rieurement revêtus d'un matéeriau réfractaire de qualité élevee, et fixés a la pezéripheérie extérieure de l'extrémite inférieure d'un tube de four rotatif et quelque peu incli= né, et stétendant dans la direction du tube du fouro Le matériau destiné a être traité dans le four est alimenté en continu vers le extrémité supérieure du four et, lors de la rotation du fours, le matériau avance progressivement vers l'extrémité inférieure du tube du four, o il est éva- cué via les refroidisseurs sous forme de "clinker'o Avant que le clinker soit transféré vers des appas reils de convoyage situés à l'extérieur du four, il doit 9 tre refroidi à partir de la température élevée dvenvirôn 1 250 OC régnant dans le four Ce refroidissement a lieu dans les refroidisseurs satellites Chaque refroidisseur satellite est raccordé à son extrémité supérieure au tube du four, via une entrée Le clinker s'écoule à travers les entrées pour entrer dans les refroidisseurs, qui tournent avec le four et qui sont entourés par de l'air froid, et continue à progresser dans ceux-ci vers la sortie tout en dégageant de la chaleuro A 1 ' extrémité inférieure de sor- tie, la température de clinker est d'environ 250 C, tem- pérature appropriée pour la suite du traitement. Des contraintes très sévères sont exercées sur la liaison entre le-tube du four et les ouvertures d'entrée des refroidisseurs satellites Le terme "entrée" englobe ici ladite liaison La température est élevée, et le maté- riau est accumulé en des agglomérats pesant environ 3000 kg, qui glissent le long de la paroi du tube du four en soumet- tant les bords des entrées du refroidisseur à de l'usure. De plus, des blocs pesant jusqu'à 200 kg tendent à se col- ler dans les ouvertures d'entrée, lesquels blocs suivent la rotation du four et sont-l ibérés à proximité du point cul- minant du mouvement de rotation pour ainsi tomber directe- ment, d'une distance d'environ trois mètres, sur les en- trées sous-=jacentes des refroidisseurs o En consequence de tout ceci, le revêtement protecteur du tube du four est arraché, apres quoi des fissures se forment rapidement dans l'enveloppe d'acier exposeso Pour cette raison, les entrées des refroidisseurs doivent souvent 9 tre réparéeso La réparation était jusquïA présent typiquement un travail manuel "sur mesure 2, qui était difficile et nécessitait de longues immobilisationso Les parties d'acier endommagées doivent être découpées par brûlage, et les nouvelles parties mises en place et fixées par soudage Le revêtement réfractaire continu doit 9 tre retiré au moyen d'outils manuels pneumatiques, et un nou- veau revêtement doit être coulé manuellement in situ après la réparation des parties en aciero Lt objet de ltinvention est de proposer une nouvelle entrée pour refroidisseur dans un four rotatif comprenant un tube de four incliné muni d'une enveloppe en acier et un revêtement de protection intérieur et des refroidisseurs disposés de préférençe en satellites, une chemise en acier des entrées des refroidisseurs étant raccordée de façon fi- xe a l'enveloppe en acier du tube du four. L'entrée est principalement caractérisée par le fait que son revêtement comprend: un bâti maçonné à partir de blocs de rev 4 tement pré- fabriqués, et une partie centrale préfabriquée montée à l'inté- rieur du bâti et comprenant un moule constitué de préfé- rence d'acier, et un revêtement coulé dans le moule, - et que la partie centrale est, par l'intermédiaire de son moule raccordée de façon amovible à la chemise d'a- cier de l'entrée du refroidisseur. Dans l'entrée selon l'invention, les parties usées peuvent être retirées et remplacées par de nouvelles sensi- blement plus rapidement qu'il n'avait été possible jusqu'à présent La partie centrale, qui s'use plus vite que le bà- ti qui l'entoure, est entièrement sortie en la soulevant, quelle que soit la taille de la partie de son revêtement qui a été arrachée, et est remplacée par une nouvelle. Toutes les parties de l'entrée peuvent être préfabri- quées sous des conditions contrêlées 5 ce qui est très im- portant pour la qualité du revêtement Jusqutà présent, le nouveau revêtement était impérativement coulé in situ dans des conditions difficiles, en général à temperature ambian- te, c'est-à-dire dans le pire des cas à une température en dessous de zéro. Un revêtement d'entrée préfabriqué, du fait de sa meilleure qualité, rallonge les cycles de fonctionnement du four et, grace au moule en acier inclus dans la partie centrale, le fonctionnement peut encore être prolongé pen- dant quelques semaines après que le revêtement ait été ar- raché, ce qui facilite dans chaque cas particulier le choix de la durée d'immobilisation la plus appropriée. L'invention est décrite ci-dessous en détail, en référence à la forme de réalisation préférée représentée sur les dessins annexés, sur lesquels: la Fig 1 est une vue d'ensemble schématique d'un four rotatif utilisé dans l'industrie de la chaux et du ciment; la Fig 2 représente l'entrée d'un refroidisseur telle qu'observée à partir de l'intérieur du tube du four, la Fig 3 est une coupe selon la ligne III-III de la Fig 2, et la Fig 4 est une coupe selon la ligne IV-IV de la Fig 2. Sur la Fig l, le tube d'un four rotatif est désigné par le numéro de référence 1 Le matériau destiné à être. traité est alimenté en continu à l 'extrémité supérieure du 253684 4 tube 1 du four, selon la flèche A et, lors de la rotation du four, le matékiau avance progressivement vers l'extré- mité inférieure du tube Afin de refroidir le matériau destiné à être traité, plusieurs refroidisseurs dits sa- tellites 2 sont montés-à l'extrémité inférieure du tube 1 du four Ces refroidisseurs comprennent des tubes d'acier, s'étendant parallèlement au tube 1 du four, et revêtus intérieurement, et dont les raccordements avec le tube-l du -four, c'est-à-dire les entrées, sont généralement désignés par le numéro de référence 3 Le numéro de référence 4 dé- signe des organes de support-des refroidisseurs, qui sont en pratique plus nombreux que sur la Figo O l 1 Lors de la progression du clinker le long des refroidisseurs 2, ce- lui-ci est refroidi jusqu'là la température de traitement souhaitée, d'environ 250 OC, et est évacué de leextrémité inférieure 5 des refroidisseurs 2 d'une manière connue en soi. La Fig 2 montre une ouverture d 2 entrée 7 menant de l'espace intérieur du tube 1 du four à un=refroidisseur 2 Le revêtement du tube 1 du four entourant l'ouverture com- prend un bâti extérieur qui est assemblé à partir de blocs préfabriqués, et dans lequel des blocs 8 s'étendent dans la direction périphérique du tube du four 8 et des blocs 9 s'étendent dans la direction longitudinale du tube A I'in- térieur du bâti constitué des blocs 8 et 9, immédiatement adjacente à l'ouverture 7, est située une partie centrale de la structure d'entrée. Sur la Fig 2, on voit que la partie supérieure du revêtement de lapartie centrale 10, comprend quatre blocs 11, 12, 13 et 14 séparés par des joints 16 de relâchement de contraintes constitués de plaques d'acier, Le nombre de ces blocs pourrait être supérieur, et en particulier, les blocs les plus grands 11 et 13 pourraient par exemple être divisés en deux parties Une poutre d'acier 15 s'étend transversalement dans l'ouverture d'entrée 7, et empêche les gros blocs de se coller dans 12 ouverture et, simultanément, amortit les contraintes dvimpact exercées par lesdits blocs tout en soulageant les contraintes exercées sur les bords des blocs de revêtement il à:140: La structure de luentrée du refroidisseur 2 en par= ticulier en ce qui concerne sa partie centrales, apparaît cependant mieux sur les Figo 3 et 4 D Les blocs 11 a 14 de la partie sup 4 rieure du revêtement de la partie centrale - et de la partie inférieure 20 du revêtement c 2 est-aàdire le bàti d'entréee ont ete préalablement coules dans un mou= le en acier comprenant une partie supérieure a 18 et une para tie inf 6 rieure 19 o Les parties 18 et 19 sont fxees u'ne a lautre par leurs brides situées â - lextrémité intérieure de la chemise en acier 3 a de lentrée, par exemple au moyen de vis (non représentées sur les dessins) à l'emplacement desquelles sont de préférence menagees des encoches dans la partie inférieure 19 du moule 2 a travers lesquelles on peut accéder aux vis lorsque:la partie centrale 10 ntest pas logée dans ltouverture déentrée 7: Afin dvattacher la partie centrale à la chemise dven- trée 3 a, des renfoncements 219 dont le nombre peut 9 tre par exemple de quatre 2 sont ménagés dans la partie inférleure 19 du moule en acier 2 et sont destinés à recevoir des bras 22 à insérer à travers des ouvertures correspondantes 31 ménagées dans la chemise 3 ao Les bras 22 sont verrouillés dans la direction longitudinale de la chemise 3 a au moyen de boulons 23 et d'écrous 24, de façon à ce que l'extrémité de chaque boulon 23 vienne en butée contre un rebord 25 soudé sur la chemise 3 a, ou sur un support additionnel 25 a soudé sur ledit rebord Pour verrouiller les bras 22 dans la direction périphérique de la chemise 3 a, on peut utili- ser des boulons 27 ancrés dans des bras de support 26 reliés de façon fixe à la chemise 3 a Les ancrages de la poutre d'acier transversale 15 dans la partie inférieure 19 du moule en acier sont désignés par le numéro de référence 28 et, comme on le voit sur les Fig 3 et 4, la poutre 15 est recourbée de façon a s'étendre un peu au delà du bord de l'ouverture d'entrée 7, dans l'espace intérieur 17 du tube du four Les parties 29 et 30 visibles sur la Fig 4 sont des éléments d'alignement des blocs du bâti 8 attachés A l'enveloppe en acier du tube du four - La chemise en acier ininterrompue du refroidisseur 2, munie de son revêtement fixe, appelée "chambre a air", est d'une construction connue en soi, qui n'est donc pas représentée sur les dessins, et est raccordée à la struc ture déentrée représentée sur les dessins, de préférence par l'interm 6 diaire du rebord périphérique 25 Del'autre coté des blocs de revêtement 9 visibles sur la Fig 3, l'ouf verture d'entrée suivante est munie d'une autre partie cen= trale, de façon à ce que la structure s'étende ainsi sur toute la p 6 riphérie du tube du four O Ci-dessous sont décrites la fabrication et la mise en place de la structure d'entrée selon l'inventiôno Tout d'abord, les blocs 8 et 9, munis de crochets de levage, sont par exemple moulés par vibration dans un moule Ces éléments sont montés dams le moule utilisé pour le moulage de la partie centrale, c 2 est-4-dire que les blocs 8 et 9 servent de moule extérieur pour la partie su- p 6 rieure de la partie centraleo Des fers d'ancrage sont montés dans la structure d'acier une fois assemblée 18, 19, qui est disposée dans le moule, et par dessus laquelle est mis en place un moule intérieur Le revêtement de la partie centrale est de préférence moulé en deux étapes, en commen- çant par la partie inférieure, c est==àdire le bâti d'entrée 20 et, après le séchage de celle-ci, en poursuivant avec la partie sup 6 rieure 11 à 14 La partie inf 6 rieure du revête- ment comprend également de préférence des blocs individuels s 6 parés par des joints de relâchement de contraintes, bien que ces derniers ne soient pas représent 6 S sur les dessins. Lors de la mise en place de la structure d'entrée, les blocs 8 et 9 sont tout d'abord maçonnés en place comme des briques, après quoi la partie centrale 10 est soulevée pour être mise en place d'un seul tenant, à partir de la poutre transversale 15, et est verrouillée au moyen des bras 22, comme décrit plus haut Une autre façon de procéè der en ce qui concerne les rangées de blocs 9 parallèles. au tube 1 du four est de monter préalablement chaque secon- de rangée-et de mouler chaque seconde rangée ultérieure- ment, lorsque toutes les parties centrales ont été mises en place, afin d'assurer une mise en place aussi précise que possibles Pendant le fonctionnement du four rotatif-, la partie supérieure 11 à 14 supportant la partie centrale 10 s'use généralement plus rapidement, et, lorsqu'elle siavère assez usée pour qu'une réparation soit nécessaire, la partie-cen- trale 10 est soulevée d'un bloc pour être retirée et rem- placée par une nouvelle En général, il est nécessaire de remplacer les blocs 8 et 9 du b&ti extérieur environ tous les deux remplacements de la partie centraleo En ce qui concerne le revêtement,-la partie centrale-usée est rempla. cée à chaque fois que cela s'avère nécessaire $ la durée de vie de la partie inférieure du revêtement est environ deux fois plus longue que celle de la partie supérieure, et c'est pourquoi il est préférable de fabriquer le revêtement de la partie centrale en deux étapes, de façon à ce que la partie supérieure, et même ses blocs individuels, puissent être retirés séparément Dans tous les cas, le revêtement céramique de la structure d'entrée pourra être moulé sous conditions contrôlées, ce qui lui assure une bonne qualité. Les moyens de levage et de convoyage utilisés pour la mise en place des divers éléments de la-structure d'en- trée peuvent être facilement introduits par-l'extrémité inférieure 6 du tube 1 du four Une description détaillée de cette façon de faire n'est pas considérée ici comme né- cessaire. R E V E N D I C A T IONS 1 Entrée pour refroidisseur ( 12) dans un four ro- tatif comprenant un tube ( 1) de four incliné muni d'une enveloppe en acier, un revêtement de protection intérieur et des refroidisseurs ( 2) disposés de préférence en satel- lites, une chemise en acier des entrées des refzoidisseurs étant raccord 6 e de façon fixe à l'enveloppe en acier du tu- be ( 1) du four, caractérisée par le fait que le revêtement - de l'entrée comprend: un bâti maçonné à partir de blocs de revêtement préfabriqués ( 8, 9), et une partie centrale préfabriquée ( 10) montée à l Vintérieur du bâti et compre- nant un moule ( 18, 19) constitué de préférence d 9 acier, et un revêtement coulé dans le moule, et en ce que la partie centrale est, par 11 intermédiaire de son-moule, rac- cordée de façon amovible à la chemise d'acier ( 3 a) de l Pen- trée du refroidisseur. 2 Entrée selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le moule de la partie centrale ( 10) est assemblé en deux parties ( 18, 19), la première partie ( 18) étant disposée sensiblement au moins au niveau du revête= ment du tube du four, et la seconde partie ( 19) étant dis- posée le long de l'intérieur de la chemise en acier ( 3 a) de tl'entrée du refroidisseur, en ce que le raccordement entre les deux parties de moulage ( 18, 19) suit sensible- met la direction de l'enveloppe du tube du four, et en ce que le revêtement moulé dans la première partie de moulage ( 18) peut être retiré séparément. 3 Entrée selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le revêtement de la première partie de moulage est constitué de plusieurs blocs de revêtement ( 11, 13) séparés par des joints ( 16) de relâchement de contrain tes, les blocs pouvant de préférence 9 tre retirés séparé- ment. 4 Entrée selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que sur la partie centrale 2536844 4- ( 10) est fixée une poutre transversale ( 15) dont les mon- tures sont de préférence raccordées à-la seconde partie de moulage ( 19), et qui est agencée pour s'étendre dans l'ouverture d'entrée ( 7) du refroidisseur, de préférence au dessus de la surface du revêtement du tube ( 1) du four. Entrée selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que des renfoncements ( 21) sont prévus dans la seconde partie de moulage ( 19) de la partie centrale ( 10), pour recevoir des bras ( 22) pouvant 9 tre insérés à travers des ouvertures ( 31) ménagées dans la chemise d'entrée ( 3 a), destinés à maintenir en place la partie centrale, et en ce que les bras ( 22) sont munis de moyens de verrouillage ( 23, 24, 27) coopérant avec des supports ( 25, 26) attachés à l'extérieur de la chemise d'entrée ( 3 a) pour verrouiller la partie centrale ( 10) à la fois dans la direction longitudinale et dans la direc- tion périphérique de la chemise d'entrée ( 3 a> O