Brevet FR2573418A1 — publié le 19860523

L'invention concerne un procédé et un appareillage pour fabriquer du clinker pour ciment blanc, qui est un type de ciment essentiellement identique, par ses propriétés physiques et chimiques, à du ciment Portland classique , ("ciment gris"), mais peut s'en distinguer par sa couleur blanche. Le procédé comprend la projection de pulvérisation d'un agent réducteur sur le clinker, immédiatement avant que celui-ci ne quitte un four rotatif, et immédiatement ensuite un refroidissement rapide du clinker par projection de pulvérisation d'un agent de refroidissement, avant que ce clinker ne soit encore refroidi davantage dans l'unité de refroidissement du clinker. On connaît du fait du brevet US-A-3 074 705 un procédé du genre ci-dessus. L'agent réducteur, par exemple une huile, qui est projetée par pulvérisation sur le clinker à la sortie du four, est destiné à réduire le clinker et à en empêcher une oxydation superficielle pendant le début du refroidissement, cependant que l'agent de refroidissement, de préférence l'eau, que l'on projette immédiatement après par pulvérisation sur le clinker, est destiné à refroidir le clinker jusqu'à une température inférieure à environ 500 C, à laquelle il ne peut plus se produire ni oxydation ni, par conséquent, d'altération de la couleur du clinker. Un inconvénient de ce procédé connu consiste en ce que, pour diminuer l'altération de couleur, il faut projeter par pulvérisation sur le clinker une eau adéquate, qui dégage une certaine quantité de vapeur d'eau, laquelle pénètre dans le four et le charge, et y imbibe le clinker d'une manière risquant de nuire à la qualité du ciment fabriqué à partir de ce clinker. Il apparaît en outre qu'au cours des opérations subséquentes de séchage et de refroidissement final dans une unité de refroidissement dans laquelle le refroidisse- ment est assuré par de l'air, les particules de clinker se réoxydent, car la surface est réchauffee par la quantité relativement grande de chaleur. résiduelle encore présente dans le clinker et, donc, ce clinker subit une altération de sa couleur quand il est exposé directement à l'air, ce qui influe de manière désavantageuse sur la blancheur du ciment final. Pour éviter une telle altération de couleur, en 5. particulier dans le cas des assez grosses particules de clinker, il est connu de laisser la totalité de la charge de clinker tomber directement de la sortie de clinker du four dans un bain d'eau en vue d'un refroidissement très rapide, mais un tel procédé exige un séchage complet de la totalité de la charge de clinker, et l'imbibition ou le trempage de la totalité de la charge de clinker peut encore exercer la mauvaise influence précitée sur la qualité du ciment terminé. Un objet de la présente invention consiste à diminuer, voire éliminer, les inconvénients précités et donc, selon l'invention, après l'avoir aspergé de l'agent réducteur, on fait tomber le clinker sur une plaque d'impact à l'entrée de l'unité de refroidissement pour concasser partiellement le clinker avant de l'asperger de l'agent de refroidissement, le clinker étant ensuite séparé dans l'unité de refroidissement en une'fraction fine dont le refroidissement est terminé et qui est séchée par de l'air de refroidissement pendant que.le clinker est transporté de manière relativement lente dans l'unité de refroidisse- ment, et en une fraction grossière qui traverse rapidement l'unité de refroidissement pour y subir ua refroidissement partiel et dont l'achèvement du refroidissement est réalisé dans un bain d'eau d'o cette fraction grossière est retirée, en conservant suffisamment de chaleur résiduelle pour sécher d'elle-même. Ce procédé permet d'utiliser la chaleur de la fraction fine du clinker pour opérer un séchage complet de cette fraction fine dans l'unité de refroidissement sans altération de couleur du clinker, cependant que le clinker plus gros, c'est-à-dire la fraction grossière, est transpor- té si rapidement à travers l'unité de refroidissement que la couche superficielle de ce clinker n'est exposée que pendant un court moment à l'air dans l'unité de refroidisse- ment et subit le moins possible un risque de réoxydation et d'altération subséquente de couleur, la fraction grossière subissant son refroidissement final dans un bain d'eau. Pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, l'invention comprend aussi un appareillage comprenant un four rotatif destiné à brûler et à fritter le clinker de ciment, une unité rotative de refroidissement, un premier pulvérisateur destiné à projeter par pulvérisation un agent réducteur sur le clinker à la sortie du four et un second pulvérisateur destiné à projeter par pulvérisation un agent de refroidissement sur le clinker à l'entrée de l'unité de refroidissement, un dispositif à plaque d'impact monté sous la sortie de clinker du four et en face de l'entrée de l'unité de refroidissement, un anneau de retenue dans l'entrée de l'unité de refroidissement, un séparateur-trans- porteur dans l'unité de refroidissement pour séparer le clin- ker en une fraction fine et en une fraction grossière et pour transporter rapidement la fraction grossière dans l'unité de refroidissement, ainsi qu'un bain d'eau à la sortie de l'unité de refroidissement pour refroidir la frac- tion grossière que le transporteur a acheminée à travers l'unité de refroidissement. Le dispositif séparateur et transporteur peut être constitué par un élévateur en hélice ou une vis, monté à l'intérieur de l'unité de refroidissement, et maintenu à une certaine distance de l'enveloppe de cette unité par des éléments d'espacement ou entretoises. Le séparateur/transporteur assure le transport rapide à travers l'unité de refroidissement, vers le bain d'eau, du clinker trop gros pour traversei l'intervalle entre la circonférence de l'élévateur et l'intérieur de l'unité de refroidissement, cependant que le clinker plus petit que cet intervalle traverse l'unité de refroidissement de la manière normale, c'est-à-dire relativement lentement, en étant refroidi à l'aide de l'air de l'unité de refroidisse- ment, jusqu'à une température à laquelle il ne se produit pas de réôxydation. L'eau constitue, comme mentionné, l'agent préféré de refroidissement que l'on utilise à l'intérieur de l'unité de refroidissement et, pour enlever la vapeur d'eau ainsi ' engendrée, l'unité de refroidissement peut, de façon connue, être munie d'un tube d'aspiration dont l'orifice d'entrée est dirigé vers le bas, vers la couche de clinker se trou- vant à. l'entrée de l'unité de refroidissement. On va maintenant décrire, à titre illustratif et nullement limitatif, l'appareillage selon l'invention en se référant au dessind'accompagnement dont la figure schématique unique montre une coupe longitudinale de l'extré- mité de l'unité de refroidissement d'une:.nstallation com- portant un four rotatif. L'extrémité 1 de sortie du clinker d'un four rota- tif comporte un brûleur 2 usuel, et elle est entourée d'un carter 3 de sortie présentant à sa base un dispositif incliné 4 comportant une plaque d'impact. Une unité 5 sous-jacente rotative destinée à refroidir la matière traitée dans le four comporte, à son extrémité d'entrée, un anneau 6 de retenue et, sur la tota- lité de sa longueur, un élévateur ou extracteur 7 en hélice monté de manière à être espacé; par des éléments 8 d'espace- ment, ou entretoises, d'une certaine distance de l'inté- rieur de l'enveloppe 5 de l'unité de refroidissement. A l'extrémité de sortie de cette unité de refroi- dissement, il y a un bain d'eau 9 équipé d'un transporteur destiné à décharger la fraction grossière, refroidie, du clinker de ce bain d'eau vers un transporteur 12. De plus, une grille 1l est disposée dans l'enveloppe 5 de l'unité de refroidissement, à l'extrémité de sortie de cette unité, pour déplacer la fraction fine du clinker refroidi et la faire directement tomber sur le transporteur 12, qui transporte ainsi au loin la totalité du clinker entièrement refroidi. L'unité 5 de refroidissement peut comporter en outre un tube 13 destiné à alimenter en agent de refroi- dissement l'entrée de l'unité de refroidissement, et un tube 14 d'aspiration dont l'orifice 15 d'entrée est dirigé vers le bas pour enlever par aspiration la vapeur d'eau à l'entrée de l'unité de refroidissement. Un agent réducteur, destiné au traitement du clinker, est introduit par un tube 16 à la sortie de clinker du four. L'appareillage fonctionne de la façon suivante: Quand le clinker chaud, dont la température excède 1100 C, quitte le four, une huile réductrice est projetée par pulvérisation sur ce clinker, comme indiqué en 17, sans formation de flamme. De la sortie 1 du four, le clinker tombe dans le carter 3 fixe et heurte la plaque 4 d'impact de manière à être partiellement concassé et guidé vers l'entrée de l'unité de refroidissement dans.laquelle ce clinker est refroidi par de l'eau, comme indiqué en 18. Le clinker passe en regard de l'anneau 6 de rete- nue, lequel égalise et maîtrise l'écoulement du clinker en regard de la zone 18 de pulvérisation d'eau, et il s'écoule dans l'unité 5 de refroidissement proprement dite, pour y être séparé à l'aide du dispositif 7, 8 à vis en une fine fraction et en une fraction grossière. La fraction fine passe entre la vis 7 et l'intérieur de l'enveloppe de l'unité de refroidissement, et elle est refroidie au- dessous de 500 C par de l'air et elle quitte par la grille 11 l'unité de refroidissement pour parvenir directement sur le transporteur 12 sous-jacent. La fraction grossière, dont les particules ont des dimensions supérieures à l'inter- valle déterminé par les entretoises 8, ne peut pas traver- ser cet intervalle entre la circonférence de la vis 7 et l'intérieur de l'enveloppe 5 de l'unité de refroidissement et, donc, en raison du grand pas de la vis, cette fraction est transportée rapidement par la vis dans l'unité de refroidissement qu'elle quitte pour parvenir dans le bain 9 d'eau, dans lequel elle est refroidie jusqu'à une tempé- ture inférieure à 500 C. Du fait du transport rapide dans l'unité 5 de refroidissement, les surfaces des grosses particules de clinker ne se réoxydent pas à un degré important avant de subir le refroidissement final dans le bain 9 d'eau. La fraction fine du clinker, qui traverse plus lentement , l'unité 5 de refroidissement, est, elle aussi, refroidie assez vite dans cette unité 5 de refroidissement pour éviter une réoxydation. La vapeur d'eau engendrée à partir de l'eau pulvé- risée en 18 est enlevée par aspiration à travers l'orifice 15 d'entrée du tube 14 d'aspiration et, par conséquent, cette vapeur d'eau ne constitue pas une charge pour le four. La fraction fine, qui a traversé l'unité 5 de refroidissement, est déchargée à l'extrémité de cette unité par la grille 11 et descend sur le transporteur 12. La fraction grossière est enlevée d.u bain 9 d'eau à l'aide du transporteur 10 à une vitesse telle que le clinker con- tient encore suffisamment de chaleur résiduelle pour subir un autoséchage, après quoi ce clinker grossier est également déchargé sur le transporteur 12. Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'inven- tion, de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé et à l'appareillage, décrits et représentés, pour refroidir du clinker pour.ciment blanc. REVENDICATIONS 1. Procédé pour fabriquer du clinker pour ciment blanc, selon lequel on projette par pulvérisation un agent réducteur sur le clinker quand celuici sort d'un four , rotatif puis on refroidit rapidement le clinker en projetant par pulvérisation un agent de refroidissement avant que le clinker ne soit encore davantage refroidi dans une unité de refroidissement, procédé caractérisé en ce que, après la projection par pulvérisation de l'agent réducteur, on fait tomber le clinker sur une plaque d'impact à l'entrée de l'unité de refroidissement pour concasser partiellement le clinker avant de l'asperger d'un agent de refroidissement, le clinker étant ensuite séparé, dans l'unité de refroidis- sement, en une fraction fine que l'on fait passer de manière relativement lente dans cette unité de refroidissement pour finir de refroidir le clinker et le sécher à l'aide d'air, et en une fraction grossière que l'on fait passer rapidement dans l'unité de refroidissement pour lui faire subir un refroidissement partiel et que l'on soumet à refroidissement terminal dans un bain d'eau d'o la fraction grossière est retirée, alors qu'elle conserve suffisamment de chaleur résiduelle pour sécher d'elle-même. 2. Appareillage pour. la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, cet appareillage comprenant un four rotatif (1) destiné à cuire et à fritter le clinker de ciment, une unité rotative (5) de refroidissement,. un premier dispositif (17) pour projeter par pulvérisation un agent réducteur sur le clinker à la sortie de clinker du four et un second dispositif (18) pour prcjeter par pulvéri- sation un agent de refroidissement sur le clinker à l'entrée de l'unité (5) de refroidissement, appareillage caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (4) à plaque d'impact monté sous la sortie (1) du clinker du four et devant l'en- trée de l'unité (5) de refroidissement, un anneau (6) de retenue disposé dans l'entrée de l'unité de refroidissement, un ensemble (7,8) à rôle de séparateur et de transporteur dans l'unité (5) de refroidissement, pour séparer le clinker en une fraction fine et en une fraction grossière et pour transporter rapidement la fraction grossière à travers l'unité de refroidissement, et un bain (9) d'eau, à la sortie de l'unité de refroidissement, pour refroidir la fraction , grossière que le transporteur (7) a acheminée à travers l'unité de refroidissement. 3. Appareillage selon la revendication 2, carac- térisé en ce que l'ensemble combiné séparateur/transporteur est constitué par un extracteur (7) en hélLce, ou vis, qui O10 est monté à l'intérieur de l'unité de refroidissement, et qui est maintenu par des éléments (8) d'espacement à une certaine distance de l'enveloppe (5) de cette unité de refroidissement.