Brevet FR2607802A1 — publié le 19880610

La présente invention concerne un procédé de cuisson de clinker ainsi'qu'une installtion à four consommant du charbon. Dans de nombreuses installations, par exemple desti- nées à la fabrication du ciment, des fours rotatifs ou d'un autre type sont chauffés à l'aide de charbon dont la teneur en cendres varie constamment. Ceci provoque une variation indésirable de l'importance de la cuisson du clinker fabri- qué dans le four et comme les cendres sont incorporées au clinker, ceci provoque aussi une variation indésirable de la composition chimique du clinker et en conséquence du produit final. Le problème est particulièrement délicat lorsque le charbon a une teneur élevée en cendres, par exemple dans le cas d'un charbon de mauvaise qualité qui, dans le présent mémoire, peut être considéré comme un charbon dont la teneur en matières minérales, déterminée sur un échantillon séché, dépasse 30 % en poids et/ou dont l'échantillon séché de charbon a un pouvoir calorifique résultant inférieur à 500 kcal/kg. Pour une teneur en cen- dres de cette valeur, des variations mêmes faibles de la teneur en cendres du charbon correspondent à une variation absolue importante dans la composition du clinker. En con- séquence, l'utilisation d'un charbon de mauvaise qualité pose des problèmes, surtout lorsqu'un produit sous forme de clinker ayant une composition chimique réglée avec préci- sion est nécessaire. Selon l'invention, au cours de la cuisson du clinker dans une installation ayant un four chauffé au charbon, la teneur en cendres du charbon pulvérisé transmis à l'équipe- ment à brûleurs de l'installation est mesurée de façon continue, et un matériau de correction est introduit de manière dosée dans l'installation afin que les variations de composition du clinker, qui pourraient résulter autre- ment de la variation de la teneur en cendres, soient prati- quement compensées. Le matériau de correction peut être ajouté soit à la matière première transmise à l'installation comprenant le four soit au charbon pulvérisé introduit dans l'installa- tion, soit à un autre emplacement de l'installation auquel un mélange intime avec la matière première traitée dans l'installation est assuré. Ceci est important car le maté- riau de correction doit être ajouté avant le début de la nodulisation du clinker afin que le matériau de correction soit dispersé de façon homogène dans le clinker. Un empla- cement tout à fait approprié à l'introduction du matériau de correction est l'entrée de matière première d'un pré- chauffeur de l'installation. L'invention s'applique en particulier à la produc- tion d'un clinker de ciment car les matières minérales formant les cendres contenues dans le charbon, correspon- dent très étroitement au constituant d'argile de la matière première du ciment. En conséquence, dans le cas du clinker de ciment, le matériau de correction doit être par exemple des cendres volantes ou du calcaire broyé, et l'introduc- tion dosée du matériau de correction doit être réglée de manière que le facteur de saturation en chaux (LSF) dans le clinker reste pratiquement constant. Par exemple, lors de l'utilisation de calcaire comme matériau de correction, le système doit être réglé de manière qu'aucun matériau de correction ne soit introduit lorsque la formation des cen- dres est négligeable, par exemple lorsque le chauffage est réalisé par un combustible liquide dans un four qui peut utiliser aussi bien du charbon qu'un combustible liquide. Lors du chauffage au charbon, le matériau de correction est alors ajouté en quantité qui correspond à la teneur va- riable en cendres du charbon. La teneur en cendres du charbon peut être mesurée directement par un appareillage d'analyse incorporé à la ligne d'alimentation en vrac et destiné à contrôler la teneur en cendres du charbon pulvérisé transmis à l'instal- lation. Un signal de sortie de l'analyseur, correspondant à la teneur en cendres, peut alors être utilisé automatique- ment pour l'introduction dosée du matériau de correction dans l'installation. Dans une variante, la teneur en cendres du charbon pulvérisé peut être mesurée indirectement. Par exemple, dans les installations du type dans lequel le charbon pulvérisé transmis à un appareil de calcination préalable est réglé de manière que la température reste constante dans un cyclone de séparation associé à la sortie de l'ap- pareil de calcination préalable, le débit spécifique ins- tantané de charbon pulvérisé transmis à l'appareil de cal- cination préalable peut être utilisé comme mesure du pou- voir calorifique du charbon pulvérisé, et en conséquence de la teneur en cendres du charbon pulvérisé. Une valeur relativement élevée de ce paramètre indique une teneur élevée en cendres du charbon pulvérisé et une valeur rela- tivement faible indique une faible teneur en cendres. En plus du réglage de l'introduction dosée du maté- riau de correction, la mesure de la teneur en cendres du charbon pulvérisé introduit dans l'installation peut aussi être utilisée pour le réglage de la quantité de charbon pulvérisé introduite dans un brûleur du four d'une manière telle que la quantité d'énergie fournie par le brûleur reste pratiquement constante indépendamment des fluctua- tions du pouvoir calorifique du charbon pulvérisé, provo- quées par la variation de la teneur en cendres. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre d'un exemple d'installation à four rotatif destinée à la cuisson d'un clinker de ciment, représentée schématiquement sur le dessin. De manière classique, l'installation comporte un four rotatif 1, un appareil 2 de calcination préalable, un préchauffeur 3 à cyclones, un refroidisseur 4 de clinker, un équipement 5 comprenant des brûleurs du four, un conduit 6 d'évacuation de gaz, une entrée 7 de matière première, et un conduit 8 d'air tertiaire allant du refroidisseur à l'appareil de calcination préalable. Le refroidisseur 4 a une sortie 9 et comporte une tuyauterie 10 destinée au préchauffage de l'air de combustion transmis au brûleur 5 par un ventilateur 11. Un organe 12 de commande reçoit un signal correspondant à la teneur en cendres du charbon pulvérisé transmis d'une entrée 13 au brûleur 5 par l'in- termédiaire d'un transporteur 14, et aussi du charbon pulvérisé transmis d'une entrée 15 à l'appareil 2 de calci- nation préalable par l'intermédiaire d'un transporteur 16, et cet organe de commande répond à ce signal. Il peut ainsi recevoir le signal de teneur en cendres provenant d'un analyseur dans lequel circule une partie au moins de la charge de charbon pulvérisé, ou d'un système 17 de commande associé à l'appareil de calcination préalable. Ce système peut comporter un capteur 18 de température placé dans une sortie de gaz d'un cyclone 19 associé à la sortie de l'ap- pareil 2 de calcination préalable. Toute variation de la température du gaz, ressentie par le capteur 18, est détec- tée par un ensemble 20 qui commande un moteur 21 du trans- porteur 16 afin que le débit d'introduction de charbon pulvérisé et en conséquence la quantité d'énergie transmise à l'appareil 2 de calcination préalable, soient réglés et afin que la température au niveau du capteur 18 soit rame- née à sa valeur nécessaire. Un autre ensemble 22 détecte la vitesse du moteur 21 et le signal d'une jauge dynamomé- trique 30 du transporteur et en conséquence de débit ins- tantané de charbon pulvérisé, et il transmet ce signal à l'organe 12 de commande qui en déduit la teneur en cendres du charbon, d'après son pouvoir calorifique. Le rôle principal de l'organe 12 de commande est de régler, par l'intermédiaire d'un ensemble 23 qui est sen- sible au signal provenant de la jauge dynamométrique 24 d'un transporteur 25, la vitesse d'un moteur 26 qui en- traîne le transporteur 25 qui transmet un matériau de correction, provenant d'une entrée 27, à l'entrée princi- pale 7 de matière première au niveau de laquelle ce maté- riau se mélange à la charge principale de matière première 28. En outre, l'organe 12 de commande, par l'intermé- diaire d'une unité 29 qui est sensible au signal provenant d'une jauge dynamométrique 31 du transporteur 14, peut commander un moteur 32 du transporteur 14 afin que l'éner- gie fournie au brûleur 15 reste sensiblement constante. REVENDICATIONS 1. Procédé'de cuisson de clinker dans une installa- tion comprenant un four chauffé au charbon, caractérisé en ce qu'il comprend la mesure continue de la teneur en cen- dres du charbon pulvérisé transmis à un équipement à brû- leur (5) de l'installation, et l'introduction dosée d'un matériau de correction dans l'installation, de manière que les variations de la composition du clinker, qui pourraient provoquer une variation de la teneur en cendres, soient pratiquement compensées. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau de correction est ajouté à la matière première transmise à l'installation comprenant le four. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau de correction est ajouté au charbon pulvérisé transmis à l'installation. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, utilisé pour la cuisson d'un clinker de ci- ment, caractérisé en ce que le matériau de correction est constitué de cendres volantes ou de calcaire pulvérisé, et l'introduction dosée du matériau de correction est réglée de manière que le facteur de saturation en chaux du clinker reste pratiquement constant. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la teneur en-cendres du charbon est directement mesurée par un appareil d'analyse continue du matériau en vrac, disposé de manière qu'il contrôle la teneur en cendres du charbon pulvérisé transmis à l'installtion, un signal de sortie de l'analyseur, cor- respondant à la teneur en cendres, étant utilisé pour l'introduction dosée automatique du matériau de correction dans l'installation. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la teneur en cendres du char- bon pulvérisé est mesurée indirectement par mesure de la quantité spécifique instantanée de charbon pulvérisé trans- mise à un appareil de calcination préalable (2) de l'ins- tallation afin que la température soit maintenue constante dans un cyclone -de séparation associé à une sortie de l'appareil de calcination préalable (2). 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la mesure de la teneur en cendres du charbon pulvérisé transmis à l'installation est aussi utilisée pour le réglage de la quantité de char- bon pulvérisé transmise à un brûleur (5) du four de manière que la quantité d'énergie fournie au brûleur soit maintenue relativement constante indépendamment des fluctuations du pouvoir calorifique du charbon pulvérisé, provoquées par la variation de la teneur en cendres. 8. Installation à four chauffé au charbon, destinée à la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif (18, 30, 31) destiné à assurer, lors de l'utilisation, une mesure continue de la teneur en cendres du charbon pulvérisé transmis à un équipement à brûleur (5) de l'installation, et un dispositif (12) d'in- troduction dosée, pendant l'utilisation, d'un matériau de correction dans l'installation, d'une manière telle que les variations de composition du clinker, qui pourraient autre- ment résulter de la variation de la teneur en cendres, soient pratiquement compensées.