Dispositif de protection de l'embouchure d'un four rotatif

Description

[0001] La présente invention a trait à un dispositif pour protéger l'embouchure d'un four tubulaire rotatif à l'extrémité de sortie des produits chauds.

[0002] On connaît un dispositif de ce type constitué par un anneau en matériau réfractaire qui recouvre la surface intérieure de l'extrémité de la virole du four et la face avant d'une bride métallique fixée sur l'extrémité de celle-ci. La bride et l'extrémité de la virole sont refroidies par circulation d'air amené et évacué par deux passages à section annulaire ménagés entre la virole du four et deux viroles concentriques à celle-ci. La bride est solidaire d'un anneau métallique supportant l'anneau en matériau réfractaire (voir EP-A-µµ12 660).

[0003] Dans le dispositif connu, seule la surface extérieure de l'extrémité de la virole est refroidie par l'air qui circule dans lesdits passages et il en résulte des déformations de cette partie de la virole qui peuvent entraîner la destruction de l'anneau de protection fixé sur celle-ci.

[0004] Le but de la présente invention est d'améliorer ce dispositif en assurant aussi le refroidissement de la surface intérieure de la virole du four.

[0005] Le dispositif de protection objet de la présente invention est caractérisé en l'anneau métallique supportant l'anneau en matériau réfractaire est disposé à l'intérieur de la virole, concentriquement à celle-ci, le dit anneau métallique est espacé radialement de la surface intérieure de la virole du four, et l'espace ainsi ménagé communique, d'une part, avec le passage annulaire extérieur par des passages ménagés entre la bride et l'extrémité de la virole du four et, d'autre part, avec le passage annulaire intérieur par des orifices percés dans la virole du four, à l'écart de son extrémité.

[0006] Des tôles déflectrices obturent partiellement l'extrémité du passage intérieur adjacente à la bride et provoquent la déviation d'une partie de l'air amené par l'un des passages vers l'espace ménagé entre l'anneau métallique et la virole du four de façon à assurer le refroidissement simultané des surfaces intérieure et extérieure de la virole.

[0007] Le dispositif de protection est avantageusement formé, de façon classique, de segments jointifs, chaque segment étant constitué d'un ou plusieurs blocs de béton ou de briques réfractaires accrochés à un support métallique, lesdits blocs formant l'anneau en matériau réfractaire et les supports métalliques constituant la bride et l'anneau métallique.

[0008] Les supports métalliques des segments sont maintenus à l'écart de la virole du four par des tasseaux fixés sur ces supports ou sur la virole.

[0009] Les segments sont positionnés radialement au moyen de tasseaux placés entre la surface intérieure de la virole du four et la partie des supports formant l'anneau métallique, et par des pattes fixées sur la partie des supports formant la bride et en contact avec la surface extérieure de la virole du four. Les tôles déflectrices pourront être fixées sur ces pattes.

[0010] Les segments pourront être fixés sur le four au moyen de tiges disposées parallèlement à l'axe du four, à l'extérieur de la virole, et dont une extrémité est accrochée à des pattes solidaires des supports, et d'éléments élastiques prenant appui sur la virole du four et exerçant un effort de traction sur l'autre extrémité des tiges. Ces éléments élastiques peuvent être constitués par des rondelles élastiques comprimées entre des taquets soudés sur la virole et des écrous vissés sur l'extrémité filetée des tiges.

[0011] L'air de refroidissement pourra être fourni par un distributeur annulaire entourant le four. L'air provenant du distributeur sera insufflé soit dans le passage extérieur, soit dans le passage intérieur, à leur extrémité éloignée de la bride. Des joints d'étanchéité seront prévus entre le distributeur et les viroles délimitant le passage où l'air est insufflé. Ces joints pourront être formés de tôles souples se recouvrant partiellement, fixées sur le distributeur et frottant sur les viroles.

[0012] D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit et se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent, à titre d'exemple non-limitatif, trois modes de réalisation de l'invention et sur lesquels:

la figure 1 est une vue partielle et en coupe suivant un plan diamétral de la partie terminale d'un four tubulaire rotatif comportant un dispositif de protection conforme à l'invention; et

les figures 2 et 3 illustrent deux variantes de réalisation du dispositif de l'invention.

[0013] Sur les dessins, le four est constitué d'une virole métallique 10 et d'un revêtement intérieur en briques réfractaires 12. Ce revêtement se termine à une certaine distance de l'extrémité de la virole contre une butée annulaire 14 soudée à l'intérieur de la virole 10.

[0014] La partie terminale de la virole 10, entre son extrémité et la butée 14, est protégée par un anneau formé de plusieurs segments jointifs constitués par des blocs de béton moulés sur des supports métalliques auxquels ils sont accrochés par des éléments d'ancrage. Chaque support estformé de trois parties: une partie intérieure 16 de forme cylindrique disposée parallèlement à l'axe du four, une partie intermédiaire 18 plane et perpendiculaire à la partie 16 et une partie extérieure 20 parallèle à l'axe du four. Ce support peut être monobloc et venu de fonderie ou formé de pièces assemblées par soudage. Lorsque les segments sont assemblés de manière jointive, les parties 16 et 20 forment deux anneaux concentriques et de même axe que la virole 10, l'un intérieur et l'autre extérieur à la virole, et les parties 18 formant une bride les reliant.

[0015] Dans l'exemple représenté, chaque segment comporte deux blocs de béton jointifs: un bloc intérieur 22 accroché à la partie 16 du support au moyen d'éléments d'ancrage 24 et un bloc extérieur 26 accroché à la partie 16 au moyen d'éléments d'ancrage 28; le joint entre les deux blocs est situé dans le prolongement de la surface intérieure de la partie 16 du support. Le revêtement des supports 16-18--20 pourrait aussi être formé de briques refractaires.

[0016] Chaque segment d'anneau est fixé sur le four au moyen d'une ou plusieurs tiges 30 disposées parallèlement à l'axe du four, à l'extérieur de la virole 10; une extrémité de ces tiges est recourbée en forme de crochet et s'engage dans l'échancrure d'une patte 32 soudée sur la partie 18 du support; l'autre extrémité des tiges est filetée et porte un écrou qui prend appui, par l'intermédiaire de rondelles élastiques 33 sur des taquets 35 soudés à la virole 10. La partie 18 du support métallique des segments est maintenue à l'écart de l'extrémité de la virole par des tasseaux 34 soudés sur le support ou la virole. Radialement, la position des segments est fixée par les pattes 32 qui s'appuient sur la surface extérieure de la virole et par des tasseaux 36 qui ménagent un espace 37 entre la partie 16 du support et la virole; ces tasseaux peuvent être soudés sur les supports ou la virole.

[0017] Deux viroles 38 et 40 sont fixées concentriquement sur la virole 10 par des moyens classiques non représentés et forment deux passages à section annulaire 42 et 44. L'anneau formé par les parties 20 des supports des segments entoure avec un faible jeu l'extrémité adjacente de la virole 38 et une tresse d'amiante 45 constituant un joint d'étanchéité est comprimée entre l'extrémité de cette virole et la bride formée par les parties 18 des supports. L'extrémité de la virole 40 est espacée de cette bride, et des tôles 46 formant déflecteur et fixées sur les pattes 32 ferment partiellement l'extrémité du passage intérieur 44. Des orifices 48 percés dans la virole 10, près de la butée annulaire 14, font communiquer l'espace 37, ménagé entre la virole et l'anneau formé par les parties 16 des supports des segments, avec le passage 44.

[0018] De l'air frais fourni par un distributeur annulaire 50 entourant le four est admis sous pression à l'extrémité amont du passage extérieur 42. Une partie de cet air est déviée par les déflecteurs 46 vers les passages ménagés entre l'extrémité de la virole 10 et la bride formée par les parties 18 des supports des segments, pénètre à travers ces passages dans l'espace 37 et en ressort par les orifices 48; ce courant d'air assure le refroidissement de la surface intérieure de la virole 10. Les tasseaux 34 et 36 sont suffisamment espacés circonférentiellement sur la virole 10 pour ne pas gêner cet écoulement d'air. L'autre partie de l'air pénètre dans le passage intérieur 44 à travers les fentes ménagées entre les tôles 46 et les viroles 10 et 40; ce courant d'air assure le refroidisise- ment de la surface extérieure de la virole. Ces deux courants d'air se rejoignent à la sortie des orifices 48 et sont évacués par le passage 44. Le trajet de l'air est indiqué par des flèches sur le dessin.

[0019] Le distributeur 50 est fixé sur le capot 52 du four et un joint assure l'étanchéité entre le capot et la virole 38. Ce joint est constitué par des segments 54 articulés entre eux de façon à former un anneau porté par la virole 38 et maintenu avec jeu entre deux brides solidaires du capot. L'étanchéité entre le distributeur 50 et la virole 40 est assurée par un joint dit «à écailles» qui est formé d'une serie de tôles souples 56 se recouvrant partiellement et qui sont fixées sur le distributeur et frottent sur la virole.

[0020] Le mode de réalisation de la figure 2 ne diffère de celui de la figure 1 que par la substitution de deux joints à écailles 60 et 62 au joint à segments 54, l'un des joints assurant l'étanchéité entre le capot du four 52 et la virole 38 et l'autre étant placé entre celle-ci et le distributeur d'air 50.

[0021] Dans le mode de réalisation de la figure 3, le sens de circulation de l'air a été inversé: l'air en provenance du distributeur 50 est insufflé dans le passage intérieur 44 et est évacué par le passage extérieur 42. Une partie de l'air circulant dans le passage 44 pénètre, à travers les orifices 48, dans l'espace 37 puis rejoint, à travers les passages ménagés entre l'extrémité de la virole 10 et la bride formée par les parties 18 des supports des segments, l'autre partie de l'air qui circule autour des tôles 46. Le débit d'air total est évacué par le passage 42. Des joints à écailles 64, 66 et 68 assurent l'étanchéité entre le capot du four 52 et la virole 38, entre le distributeur d'air 50 et la virole 40 et entre le distributeur et la virole 10, respectivement.

[0022] Il est bien entendu que toutes les modifications qui pourraient être apportées aux modes de réalisation décrits par l'emploi de moyens techniques équivalents entrent dans le cadre de l'invention.

Revendications

1. Dispositif de protection pour l'embouchure d'un four rotatif comprenant un anneau en matériau réfractaire qui protège la surface intérieure de l'extrémité de la virole du four et la face avant d'une bride solidaire d'un anneau métallique supportant l'anneau en matériau réfracteire, ladite bride étant refroidie par circulation d'air amené sur sa face arrière et évacué par deux passages à section annulaire ménagés entre la virole du four et deux autres viroles concentriques à cette dernière, caractérisé en ce qe ledit anneau métallique (16) est disposé à l'intérieur de la virole (10) du four, concentriquement à celle-ci, en ce qu'un espace (37) est ménagé entre ledit anneau métallique (16) et la virole (10) du four et en ce que cet espace (37) communique, d'une part, avec le passage à section annulaire extérieur (42) par des passages ménagés entre la bride (18) et l'extrémité de la virole (10) du four et, d'autre part, avec le passage à section annulaire intérieur (44) par des orifices (48) percés dans la virole ( 10) du four à l'écart de son extrémité.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des tôles déflectrices (46) obturant partiellement l'extrémité adjacente à la bride (18) du passage à section annulaire intérieur (44) et provoquant la déviation d'une partie de l'air amené par l'un des passages à section annulaire vers l'espace (37) ménagé entre l'anneau métallique (16) et la virole (10) du four.

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend des segments jointifs, chaque segment étant constitué d'un ou plusieurs blocs (22, 26) accrochés à un support métallique (16,18,20), lesdits blocs formant l'anneau en matériau réfractaire et les supports métalliques constituant la bride et l'anneau métallique.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits supports métalliques (16, 18, 20) sont maintenus à l'écart de la virole (10) du four par des tasseaux (34, 36) fixés sur lesdits supports ou sur la virole du four.

5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les segments sont positionnés radialement au moyen de tasseaux (36) placés entre la surface intérieure de la virole (10) du four et la partie (16) des supports métalliques formant ledit anneau métallique et par des pattes (32) fixées sur la partie (18) des supports métalliques formant ladite bride et en contact avec la surface extérieure de la virole (10) du four.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les segments sont fixés sur le four au moyen de tiges (30) disposées parallèlement à l'axe du four, à l'extérieur de la virole (10), et dont une extrémité est accrochée aux dites pattes (32) et l'autre extrémité prend appui par l'intermédiaire de ressorts (33) sur des taquets (35) soudés sur la virole (10).

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les tôles déflectrices (46) sont fixées sur les pattes (32).

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un distributeur annulaire (50) entourant le four est prévu pour insuffler de l'air de refroidissement dans le passage extérieur (42), à son extrémité éloignée de la bride (18), et des joints d'étanchéité sont prévus entre ledit distributeur et les viroles (38 et 40) délimitant lesdits passages (42 et 44).

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un distributeur annulaire (50) entourant le four est prévu pour insuffler de l'air de refroidissement dans le passage intérieur (44), à son extrémité éloignée de la bride (18), et des joints d'étanchéité sont prévus entre ledit distributeur et, d'une part, la virole (10) du four et, d'autre part, la virole (40).

10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que lesdits joints d'étanchéité sont formés de tôles souples se recouvrant partiellement, qui sont fixées sur le distributeur (50) et frottant sur les viroles (10, 38 ou 40).

Ansprüche

1. Schutzvorrichtung für die Öffnung eines Drehofens mit einem Ring aus feuerfestem Material, der die Innenfläche des Ofenschussendes und die Vorderseite eines mit einem den Ring aus feuerfestem Material tragenden Metallring kraftschlüssig verbundenen Flansches schützt, wobei der besagte Flansch durch Umlauf von Luft gekühlt wird, die an seine Rückseite herangeführt wird und entweicht durch zwei Ringspalte, die zwischen dem Ofenschuss und zwei anderen zu demselben konzentrischen Schüssen ausgespart sind, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Metallring (16) im Innern des Ofenschusses (10) konzentrisch zu demselben angeordnet ist, dass zwischen dem Metallring (16) und dem Ofenschuss (10) ein Raum (37) gelassen wurde, und dass dieser Raum (37) einerseits mit dem äusseren Ringspalt (42) durch zwischen dem Flansch (18) und dem Ende des Ofenschusses (10) ausgesparte Durchlässe und andererseits mit dem inneren Ringspalt (44) durch in den Ofenschuss (10) in einem gewissen Abstand von seinem Ende gebohrte Öffnungen (48) in Verbindung steht.

2. Vorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Ablenkblechen (46) versehen ist, die das an den Flansch (18) anliegende Ende des inneren Ringspalts (44) zum Teil verschliessen und einen Teil der Luft, die durch einen der Ringspalte zum zwischen dem Metallring (16) und dem Ofenschuss (10) gelassenen Raum (37) gelangt, ablenken.

3. Vorrichtung gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie aneinanderstossende Segmente besitzt, von denen jedes Segment aus einem oder mehreren an einen Metallträger (16, 18, 20) gehängten Blöcken (22, 26) besteht, wobei die besagten Blöcke den Ring aus feuerfestem Material und die Metallträger den Flansch und den Metallring bilden.

4. Vorrichtung gemäss Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch auf den Metallträgern (16,18,20) oder auf den Ofenschuss (10) befestigte Abstandsstücke (34, 36) ein Abstand zwischen den Metallträgern und dem Ofenschuss gewährleistet wird.

5. Vorrichtung gemäss Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente radial positioniertsind mit Hilfe von zwischen der Innenfläche des Ofenschusses (10) und dem Teil (16) der den Metallring bildenden Metallträger angebrachten Abstandsstücken (36) und mit Hilfe von Laschen (32), die am Teil (18) der den Flansch bildenden Metallträger befestigt sind und die Aussenfläche des Ofenschusses (10) berühren.

6. Vorrichtung gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente am Ofen mit Hilfe von parallel zur Ofenachse aussen am Ofenschuss (10) angeordneten Stangen (30) befestigt sind, von welchen ein Ende an den Laschen (32) eingehängt ist, und das andere Ende über Federn (33) auf an den Ofenschuss (10) geschweissten Nasen (35) aufliegt.

7. Vorrichtung gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkbleche (46) an den Laschen (32) befestigt sind.

8. Vorrichtunng gemäss irgendeinem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Ofen umgebender Ringverteiler (50) vorgesehen ist, um Kühlluft in das vom Flansch (18) entfernte Ende des äusseren Ringspalts (42) zu blasen, und dass Dichtungen zwischen dem besagten Verteiler und den Schüssen (38 und 40) vorgesehen sind, die die besagten Ringspalte (42 und 44) begrenzen.

9. Vorrichtung gemäss irgendeinem der obigen Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Ofen umgebender Ringverteiler vorgesehen ist, um Kühlluft in das vom Flansch (18) entfernte Ende des inneren Ringspalts (44) zu blasen, und dass zwischen dem besagten Verteiler und dem Ofenschuss (10) einerseits und dem Schuss (40) andererseits Dichtungen vorgesehen sind.

10. Vorrichtung gemäss Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten Dichtungen aus flexiblen, sich teilweise überdeckenden Blechen bestehen, die am Verteiler (50) befestigt sind und auf den Schüssen (10, 38) aufliegen.

Claims

1. A protective device for the mouth of a rotary kiln comprising a ring of refractory material which protects the inner surface of the extremity of the kiln shell and the front face of a flange that is integral with a metal ring supporting the ring of refractory material, said flange being cooled by the circulation of air brought onto to its rear face and discharged through two passages with an annular cross-section provided between the kiln shell and two other shells concentric with the latter, characterized in that said metal ring (16) is placed inside the kiln shell (10), concentric with the latter, in that a space (37) is provided between said metal ring (16) and the kiln shell (10) and in that this space (37) communicates, on the one hand, with the outer passage of annular cross-section through passages provided between the flange (18) and the extremity of kiln shell (10) and, on the other hand, with the internal passage of annular cross-section (44) by orifices (48) drilled in the kiln shell (10) away from its extremity.

2. A device according to claim 1, characterized in that it comprises deflecting metal plates (46) partially closing the extremity adjacent to flange (18) of the internal passage of annular cross-section (44) and causing the deviation, of a part of the air brought by one of the passages of annular cross-section to space (37) provided between the metal ring (16) and the kiln shell (10).

3. A device according to either claim 1 or 2, characterized in that it comprises contiguous segments, each segment being constituted by one or several units (22, 26) suspended from a metal support (16, 18, 20), said units forming the ring of refractory material and the metal supports constituting the flange and the metal ring.

4. A device according to claim 3, characterized in that said metal supports (16, 18, 20) are maintained away from the kiln shell (10) by means of strips (34, 36) fixed on said supports or on the kiln shell.

5. A device according to claim 3 or 4, characterized in that the segments are positioned radially by means of strips (36) placed between the inner surface of the kiln shell (10) and part (16) of the metal supports forming the said metal ring and by brackets (32) fixed to the part (18) of the metal supports forming the said flange and in contact with the outer surface of the kiln shell (10).

6. A device according to claim 5, characterized in that the segments are fixed to the kiln by means rods (30) placed parallel to the axis of the kiln, outside of the shell (10), and of which one of the extremities is suspended from said brackets (32) and the other extremity rests by means of springs (33) on stops (35) welded to the kiln shell (10).

7. A device according to claim 6, characterized in that the deflecting metal sheets (46) are fixed onto brackets (32).

8. A device according to any of the preceding claims, characterized in that an annular distributor (50) surrounding the kiln is provided for blowing cooling air into the outer passage (42), at its extremity away from the flange (18), and seals are provided between said distributor and the shells (38 and 40) delimiting said passages (42 and 44).

9. A device according to any of the claims 1 to 7, characterized in that an annular distributor (50) surrounding the kiln is provided to blow cooling air into the inner passage (44),at its extremity away from flange (18), and seals are provided between said distributor and, on the one hand, kiln shell (10) and, on the other hand, shell (40).

10. A device according to claim 8 or 9, characterized in that said seals are made of partially overlapping flexible steel plates, which are fixed to the distributor (50) and rub on shells (10, 38 or 40).

Dessins