Brevet FR2732758A1 — publié le 19961011

FOUR ROTATIF COMPORTANT DES RELEVEURS ET PROCEDES DE REALISATION DES DITS RELEVEURS L'invention concerne un four rotatif muni de releveurs destiné en particulier à la production de chaux, plâtre, ciment La production de ciment , chaux, plâtre fait fréquemment appel à des fours rotatifs dans lesquels la matière circule à contre-courant des gaz chauds, issus de la combustion des combustibles liquides gazeux ou solides. Ce même type de four est également utilisé pour la combustion ou l'incinération de déchets divers. Ce type d'appareil de cuisson ou d'incinération se caractérise par le fait que les transferts thermiques des gaz chauds vers la matière résultent essentiellement de transferts par rayonnement et par conduction Le lit de matière n'est que peu traversé par le flux de gaz chauds, contrairement à ce qui se passe dans certains appareils statiques utilisés par exemple pour la cuisson de la chaux. Lorsque l'on veut, dans un four rotatif, accélérer les réactions thermochimiques au sein du lit de matière circulante, il est nécessaire d'assurer un contact plus parfait entre la matière et les gaz chauds Plusieurs technologies sont actuellement employées. L'une d'elle consiste à diviser et à brasser le lit de matière circulante dans le four rotatif par des dispositifs de relevages dénommés releveurs > ) La face interne du four rotatif est alors équipée de releveurs métalliques ou réfractaires Fixés sur la tôlerie du four ou insérés dans son revêtement réfractaire, leurs dimensions sont telles, qu'ils forment saillie à l'intérieur du four, ce qui les rend capables d'un brassage efficace de la matière. Le choix du matériau constituant le releveur, ainsi que son mode de fixation sur la tôlerie ou dans le revêtement réfractaire dépend de l'endroit du four où l'on souhaite assurer ce brassage et en particulier de la température et de l'environnement physico-chimique de cette zone L'efficacité d'un releveur métallique est limitée à des températures voisines de 500 C et par les atmosphères corrosives des fours Les releveurs réalisés à partir de matériaux réfractaires permettent de travailler à plus haute température mais sont limités dans ce domaine par le fait qu'il est souvent nécessaire d'adjoindre au matériau réfractaire un renforcement métallique pour assurer sa fixation sur la tôlerie, pour améliorer sa résistance à l'abrasion à chaud, ou pour en éviter la dégradation par fracturation. Leur température limite d'emploi ne dépasse pas 1000 C. Leur durée de vie sous ces température est rapidement écourtée du fait de l'oxydation du renforcement métallique et des chocs thermiques, auxquels sont soumis les releveurs. Sur la base de ces considérations et pour assurer le brassage des matières circulantes à des températures plus élevées (l3000C - 1500"C), il faut alors concevoir un nouveau dispositif de relevage L'invention permet de répondre à ces exigences, elle consiste à faire appel à une réalisation composite ou chacun des différents matériaux ou parties géométriques du releveur permet d'assurer au moins l'une des fonctionnalités nécessaires. Selon la caractéristique principale de l'invention, le releveur est constitué d'une partie externe composée d'un matériau A parfaitement résistant aux atmosphères diverses rencontrées dans les fours, en particulier aux hautes températures, à l'abrasion par les matières circulantes et offrant des garanties de résistance aux chocs thermiques, et d'une partie centrale composée de matériaux réfractaires différents de celui de la partie externe, assurant d'autres fonctionnalités - par exemple d'un matériau réfractaire B assurant une barrière thermique et évitant l'échauffement de la tôlerie Avantageusement, le matériau A en contact avec l'atmosphère du four et la matière circulante, peut être réalisé à partir de céramiques du type oxydes, carbures, nitrures, sialons ou cermets Le matériau B peut être un réfractaire plus traditionnel. soit une pièce façonnée ou un béton coulé. L'invention concerne également un procédé de réalisation du releveur. On met en forme la partie externe, par exemple par flaconnage et frittage. Ensuite, le réfractaire de la partie centrale est coulé dans la partie externe pour constituer le releveur qui sera monté dans le four rotatif L'invention est décrite à l'aide des dessins annexes, dans lesquels - Les fig. 1 et 2 présentent une coupe longitudinale et transversale d'un four rotatif selon l'état de la Technique antérieure. - La fig. 3 représente une vue latérale d'un releveur conforme à l'invention. - La fig. 4 est une coupe kA de la figure 3 - La fig 5 représente la vue transversale d'une variante selon l'invention. - La fig.6 la coupe AA du releveur décrit dans la figure précédente. En référence aux figures 1 et 2, on a représenté de manière classique une virole cylindriquel, généralement en tôle d'acier, supportée et entraînée en rotation par des galets 2. Le revêtement réfractaire intérieur 3 est constitué classiquement de produits réfractaires denses ou isolants, sous forme de briques ou de pièces en béton coulés, maçonnés contre la virole 1 Des releveurs 4 sont disposés à l'intérieur du four, selon sa direction axiale et dépassent la surface interne du réfractaire. Sur la figure 1, ces releveurs sont alignés suivant la direction axiale. Ces releveurs 4 peuvent être également placés en quinconce. Le nombre de releveurs répartis sur la circonférence peut être différent de 6 rangées représentées sur la fig.2. En référence à la figure 3, on a représenté un releveur constitué d'une partie externe 3 1, réalisée en un matériau A parfaitement résistant aux sollicitations présentes dans le four rotatif, notamment les haute-températures, les chocs thermiques et l'abrasion par les matières circulantes. Cette partie externe 3 1 peut être réalisée à partir de céramiques de type oxydes, carbures, nitrures, sialons ou cermets. La section prismatique présente un évidement qui permet ici son emboîtement par translation sur la partie interne32 La partie interne est une pièce de forme fabriquée séparément de la pièce 31, suivant les méthodes traditionnelles de pressage suivi d'une cuisson ou par coulage d'un béton ou dans un moule de forme appropriée. Dans la géométrie ici représentée, une gorge 33 assure le maintien mécanique de la partie externe dans toutes les positions du releveur dans le four en rotation. Un joint de ciment réfracataire, ou une nappe de fibre réfractaire 34 assure le contact thermique entre les pièces supérieures et inférieures du releveur. Sur le dessin de la fig. 4, on a représenté les évidements 41 qui permettent la fixation du releveur sur la tôlerie, par l'intermédiaire de pièces métalliques soudées sur la dite tôlerie 1, non représentées sur cette figure. Avantageusement, un décrochement 42 situé dans les parties supérieures des pièces 3 1 et 32 permet la dilatation longitudinale des releveurs. Sur le dessin représenté sur la fig. 5, on indique que la partie extérieure 3 1 sert partiellement de moule pour le coulage d'un béton réfractaire constituant la pièce 32. Contrairement à la figure 3, les parties supérieures et inférieures sont immédiatement en contact, ce qui assure à la fois le maintien mécanique et le transfert thermique. Le mode d'assemblage des différents matériaux constitutifs du releveur est choisi en fonction de leurs caractéristiques propres et de leurs conditions de travail dans le four rotatif REVENDICATIONS 1 Four rotatif comportant une virole, un revêtement réfractaire interne et des releveurs caractérisés en ce que les dits releveurs sont constitués d'une partie externe 3 1 composée d'un matériau A, résistant aux atmosphères agressives rencontrées dans les fours et, d'une partie centrale 32 composée d'un matériau B réfractaire qui assure une barrière thermique et évite l'échauffement de la virole du four. 2. Four rotatif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau A est à base de céramique du type oxydes, carbures, nitrures, sialons ou cermets. 3 Four rotatif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la partie externe3 1 peut elle-même être une pièce composite. 4. Four rotatif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le releveur présente à son embase une gorge 41 qui assure l'ancrage de la partie externe sur la partie interne. 5 Four rotatif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le dit releveur comporte entre les deux parties centrale et externe une couche intermédiaire en matière fibreuse ou en ciment réfractaire pour assurer entre les parties A et B, les contacts thermiques et mécaniques 6 Procédé de réalisation d'un releveur pour un four rotatif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que - on forme la partie externe par faconnage et frittage - on coule le réfractaire B de la partie interne dans la partie externe pour constituer le releveur.