La présente invention concerne un extracteu r à tiroir pour l'extraction et l e transfert de matières minérales granulaires à ha ute température contenues dans une première enceinte, ainsi qu'une installation comportant ce dispositif.

Les extracteurs à tiroir sont classiquement utilisés pour convoyer des matières minérales en morceaux ou en granules depuis des silos vers des systèmes de traitement tels que des broyeu rs, des concasseu rs, des transporteurs ou autres, de manière continue ou discontinue.

Dans les lignes de production de sable, il est par exemple connu d'alimenter uniformément, avec un extracteur à tiroir, les trémies d'alimentation des concasseurs ou des broyeurs.

Les extracteurs à tiroir permettent d'ajuster le débit de façon précise, présentent une structure et une conception simple rendant la ma intenance aisée et économ iq ue, u ne pu issance utile faible, et un encombrement et des investissements réduits.

Si dans la majorité des cas, les extracteurs à tiroir sont utilisés pour des matières minérales granulaires à températures ambiantes, il est connu d'utiliser ces extracteurs pour des matières minérales granulaires à haute température. Par «haute température » on entend une température égale à plusieurs centaines de degré, voire supérieure à 1000°C.

La figure 1 représente un dispositif 2 pour l'extraction de matières minérales granulaires contenues dans un four droit 4 et le transfert dans un four à passage 6, connu par le document FR2928643.

Ce dispositif 2 comporte une partie supérieure fixe 8 et une partie inférieure mobile 10 délimitant un conduit 12 pour l'écoulement des matières minérales granulaires. Ce conduit 1 2 est pourvu d'une bouche d'entrée 14 raccordée au four droit 4 et d'une bouche de sortie 16 raccordée au four à passage 6. Les bouches d'entrée 14 et de sortie 16 sont décalées verticalement et horizontalement.

La partie mobile 10 est déplaçable dans une direction 18 entre une position avancée et une position reculée, pour permettre l'écoulement des matières minérales granulaires dans le conduit 12. Le d ispositif 2 comporte u n vérin 20 formant moyens de déplacement alternatif de la partie mobile 10 et des rails 22 associés à des galets 24 montés sur la partie mobile 10 formant moyen de guidage de cette partie mobile 10.

Un inconvénient du dispositif 2 est que les parties fixe 8 et mobile 10 sont susceptibles de se dilater sous l'effet de la chaleur, et par suite de se déformer de manière irréversible. Dans ces conditions, le mouvement relatif de la partie mobile 10 par rapport à la partie fixe 8 peut se détériorer au fil du temps. En outre, la nature abrasive des matières minérales use rapidement les parties fixe 8 et mobile 10. Ainsi, le dispositif 2 engendre des coûts de maintenance conséquents pour l'exploitant.

Un autre inconvénient du dispositif 2 est que l'herméticité du conduit 12 est insatisfaisante. Dans ces conditions, u n fl ux d'air ambiant pénètre dans ce conduit 12 et abaisse la température des matières minérales granulaires. La consommation énergétique du four à passage 6 doit alors être accrue pour pouvoir porter les matières minérales granulaires à une température de l'ordre de 1250 à 1450°C, nécessaire à l'obtention d'un clinker. Cette surconsommation énergétique engendre un coût pour l'exploitant et est préjudiciable à l'environnement.

L'invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients.

L'invention concerne un dispositif pour l'extraction et le transfert de matières minérales granulaires à haute température contenues dans une première enceinte comportant :

- une partie supérieure fixe et une partie inférieure mobile délimitant un conduit, ce conduit étant pourvu d'une bouche d'entrée susceptible d'être raccordée à la première enceinte et d'une bouche de sortie, les bouches d'entrée et de sortie étant décalées verticalement et horizontalement ;

la partie inférieure mobile étant déplaçable dans une direction déterminée alternativement entre une position avancée et une position reculée, et inversement, pour permettre l'écoulement des matières minérales granulaires dans le conduit ; et

- des moyens de déplacement et de guidage de la partie mobile relativement à la partie fixe ;

caractérisé en ce que la partie fixe et la partie mobile comprennent chacune une enveloppe externe métallique, et une enveloppe interne réalisée par empilement d'au moins: - un premier revêtement en un matériau thermiquement isolant monté sur l'enveloppe externe métallique ; et

- un deuxième revêtement en un matériau réfractaire monté sur le premier revêtement.

Le dispositif selon l'invention trouve application pour l'extraction et le transfert de matières minérales granulaires en phase solide, ou faiblement fusionnée, et ayant tendance à peu coller.

Le premier revêtement en un matériau thermiquement isolant protège l'enveloppe externe métallique des parties fixe et mobile contre les contraintes thermiques. Ainsi, la dilatation des parties fixe et mobile est limitée.

Le deuxième revêtement en un matériau réfractaire protège le premier revêtement en un matériau thermiquement isolant des parties fixe et mobile contre l'abrasion. Ainsi, l'usure des parties fixe et mobile est ralentie.

Par conséquent, la présence conjointe d'un premier revêtement en un matériau thermiquement isolant et d'un deuxième revêtement en un matériau réfractaire permet d'allonger la d u rée de vie d u d ispositif, et de réduire les coûts de maintenance.

Il peut être ajouté que le dispositif selon l'invention présente un encombrement réduit, ce qui autorise son utilisation dans tout type d'installation pour la fabrication de ciment.

De préférence, chaque revêtement en un matériau thermiquement isolant comprend une conductivité thermique à 1000°C comprise entre 0,05 et 0,4 W/m.K, une densité comprise entre 50 et 500 kg/m3, et/ou une résistance à la compression comprise entre 0,1 et 0,5 MPa.

Toujours de manière préférentielle, chaque revêtement en un matériau réfractaire comprend une conductivité thermique à 1000°C comprise entre 0,2 et 2,5 W/m.K, une densité comprise entre 1000 et 3000 kg/m3, et/ou une résistance à la compression comprise entre 20 et 120 MPa. Par exemple, le matériau réfractaire peut être du carbure de silicium.

La bouche d'entrée est raccordée à la première enceinte, sous cette première enceinte. La bouche de sortie peut être raccordée à une seconde enceinte.

La première enceinte peut être un four de décarbonatation, un four de clinkérisation ou un préchauffeur. La première enceinte peut être un four droit, un four à passage, un four rotatif, ou autre. La seconde enceinte peut être un four de décarbonatation, un four de clinkérisation, un refroidisseur. La seconde enceinte peut être un four droit, un four à passage, un four rotatif, un refroidisseur à grilles à déplacement alternatif (reciprocating grate cooler), ou autre.

La bouche de sortie peut ne pas être raccordée à une seconde enceinte. Dans ce cas, la bouche de sortie débouche vers l'extérieur.

Le dispositif selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.

Avantageusement, la partie mobile comprend une paroi de fond, ou sole, présentant une extrémité amont à l'aplomb de la bouche d'entrée et une extrémité aval tournée vers la bouche de sortie ; et

la sole est inclinée de haut en bas, de son extrémité amont vers son extrémité aval.

Dans ces conditions, les matières minérales granulaires tombent par gravité à l'intérieur du conduit sur la sole. L'écoulement des matières minérales granulaires dans le conduit est réalisé par déplacement alternatif de la partie mobile et est facilité par l'inclinaison de la sole.

Suivant une caractéristique, l'extrémité amont de la sole comprend un redent transversal à la direction de déplacement de la partie mobile.

Dans ces cond itions, lorsq ue la partie mobile est déplacée alternativement de sa position avancée vers sa position reculée, les matières minérales granulaires tombent sur la sole en aval du redent.

Lorsque la partie mobile est déplacée de sa position reculée vers sa position avancée, le redent repousse les matières minérales granulaires en direction de la bouche de sortie, facilitant plus encore l'écoulement des matières minérales granulaires dans le conduit.

Avantageusement, le dispositif comprend des moyens d'étanchéité agencés entre et/ou autour des parties fixe et mobile, de telle sorte que ce conduit soit hermétiquement clos.

Ai nsi , la q uantité d 'a ir ambiant adm ise dans le cond u it, et susceptible d'abaisser la température des matières minérales granulaires, est réduite. Par suite, le bilan thermique d'une installation équipée d'un dispositif selon l'invention est amélioré.

Suivant une caractéristique, la partie mobile comprend des première et deuxième parois latérales parallèles à sa direction de déplacement, ces première et deuxième parois latérales présentant chacune une extrémité amont et une extrémité aval ; et

les moyens d'étanchéité comprennent un soufflet connecté d'une part à la partie fixe et d'autre part aux extrémités aval de la sole et des première et deuxième parois latérales de la partie mobile.

U n tel soufflet assure l'étanchéité entre la partie fixe et les extrémités aval de la sole et des première et deuxième parois latérales de la partie mobile.

Suivant une autre caractéristique, la partie fixe comprend des première et deuxième parois latérales parallèles à la direction de déplacement de la partie mobile ;

les première et deuxième parois latérales de la partie mobile présentent, à proximité de leurs bords supérieurs, au moins une rainure ou nervure formée dans le revêtement en matériau réfractaire, parallèle à la direction de déplacement de la partie mobile ; et

les prem ière et deuxième parois latérales de la partie fixe présentent, à proximité de leurs bords inférieurs, au moins une nervure ou rainure formée dans le revêtement en matériau réfractaire, parallèle à la direction de déplacement de la partie mobile, et agencée pour coopérer sans contact avec, respectivement, la rainure ou nervure formée dans le revêtement en matériau réfractaire de la partie mobile.

L'association d'une nervure et d'une rainure forme une chicane s'opposant à la propagation rectil igne du rayonnement thermique, et par conséquent à la perte de chaleur des matières minérales granulaires par rayonnement thermique.

En outre, une telle chicane crée une perte de charge qui limite la circulation d'air chaud de l'intérieur du conduit vers l'extérieur de ce conduit.

Suivant une autre caractéristique, la partie mobile comprend une troisième paroi latérale transversale à sa direction de déplacement, reliant les première et deuxième parois latérales ; et

La partie fixe comprend une troisième paroi latérale transversale à la direction de déplacement de la partie mobile, rel iant les première et deuxième parois latérales.

Avantageusement, les moyens d'étanchéité comprennent :

- une rigole s'étendant à partir des première, deuxième et troisième parois latérales de la partie fixe, conformée en 'U' en vue de dessus, entourant les première, deuxième et troisième parois latérales de la partie mobile, et contenant un fl u ide, tel q ue de l 'eau ou de l 'huile, ou une composition granulaire, telle que du sable ;

- un retour s'étendant à partir des première, deuxième et troisième parois latérales de la partie mobile, immergé dans le fluide ou la composition granulaire ; et

le retour est agencé pour se déplacer à l'intérieur de la rigole sans contact avec celle-ci, lors du déplacement de la partie mobile.

L'association de la rigole et du retour forme un joint d'étanchéité entre les première, deuxième, et troisième parois latérales de la partie fixe et les première, deuxième, et troisième parois latérales de la partie mobile.

L'invention concerne également une installation comportant :

- une première enceinte adaptée pour porter les matières minérales granulaires à haute température ; et

- un dispositif d'extraction tel que présenté précédemment.

Suivant une caractéristique, l'installation comporte une seconde enceinte pour recevoir les matières minérales granulaires extraites de là première enceinte, et la bouche de sortie du conduit est raccordée à cette seconde enceinte.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, un dispositif pour l'extraction et le transfert de matières minérales granulaires à haute température contenues dans une première enceinte selon l'invention.

Figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif connu par le document FR2928643 ;

F ig u re 2 est u ne vue de côté d'un extracteu r à tiroir selon l'invention;

Figure 3 est une vue en coupe selon la ligne lll-lll de figure 2;

Figures 4 et 5 sont deux vues en coupe du dispositif de figure 2 selon la l ig n e IV-IV de figure 3, dans lesquelles la partie mobile est respectivement en position avancée et en position reculée ;

Figure 6 en est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de figure 3.

Les figures 2 à 5 représentent un dispositif 30 pour l'extraction de matières minérales granulaires à haute température contenues dans un four de décarbonatation et le transfert de ces matières minérales granulaires dans un four de clinkérisation. Dans l'exemple, la température des matières minérales contenues dans le four de décarbonatation est de l'ordre de 1000°C.

Le dispositif 30 comporte une partie supérieure fixe 32 et une partie inférieure mobile 34 délimitant un conduit 36 (représenté aux figures 4 et 5) pour l'écoulement des matières minérales granulaires.

Le conduit 36 est pourvu d'une bouche d'entrée 36a raccordée au four de décarbonatation et d'une bouche de sortie 36b raccordée au four de clinkérisation. Les bouches d'entrée 36a et de sortie 36b sont décalées verticalement et horizontalement.

La partie fixe 32 comprend une enveloppe externe 38 métallique, et une enveloppe interne 40 réalisée par empilement de:

- un revêtement 42 en un matériau thermiquement isolant monté sur l'enveloppe externe 38 ; et

- un revêtement 44 en un matériau réfracta ire monté sur le revêtement 42.

La partie fixe 32 comprend une paroi de dessus 46, des parois latérales 48 parallèles à une direction 50, et une paroi latérale 52 transversale à la direction 50 reliant les parois latérales 48.

Les parois latérales 48 présentent, à proximité de leurs bords inférieurs des nervures 54 (représentées à la figure 6) formées dans les revêtements 44. Les nervures 54 sont parallèles à la direction 50. La fonction des nervures 54 apparaîtra par la suite.

La partie fixe 32 comprend en outre une rigole 56 s'étendant à partir des parois latérales 48 et 52, et tournée vers le bas. La rigole 56 est conformée en 'LT en vue de dessus (tel que représenté à la figure 3). La rigole 56 contient un fluide, tel que de l'eau ou de l'hu ile, ou une composition granulaire, telle que du sable. La fonction de la rigole 56 apparaîtra par la suite.

La partie mobile 34 est déplaçable alternativement dans la direction 50 entre une position avancée (représentée à la figure 4) et une position reculée (représentée à la figure 5), pour permettre le transfert des matières minérales granulaires dans le conduit 36 par déplacement alternatif.

La partie mob il e 34 comprend une enveloppe externe 58 métallique, et une enveloppe interne 60 réalisée par empilement de:

- un revêtement 62 en un matériau thermiquement isolant monté sur l'enveloppe externe 58 métallique ; et - un revêtement 64 en un matériau réfracta ire monté sur le revêtement 62.

La partie mobile 34 comprend une paroi de fond ou sole 66, des parois latérales 68 (représentées à la figure 6) parallèles à la direction 50, et une paroi latérale 70 transversale à la direction 50 reliant les parois latérales 68.

La sole 66 présente une extrémité amont 66a et une extrémité aval 66b. La sole 66 est inclinée de haut en bas, de son extrémité amont 66a vers son extrémité aval 66b.

Dans cette description , les termes « amont » et « aval » sont utilisés en référence au sens d'écoulement des matières minérales granulaires dans le conduit 36.

L'extrémité amont 66a s'étend à l'aplomb de la bouche d'entrée 36a du conduit 36. L'extrémité amont 36a comprend un redent 72 transversal à la direction 50. L'extrémité aval 66b est tournée vers la bouche de sortie 36b du conduit 36.

Les parois latérales 68 présentent chacune une extrémité amont et une extrémité aval. Les parois latérales 68 présentent, à proximité de leurs bords supérieurs des rainures 74 (représentées à la figure 6) formées dans les revêtements 64 en matériau réfractaire. Les rainures 74 sont parallèles à la direction 50. Ces rainures 74 sont agencées pour coopérer sans contact avec, respectivement, les nervures 54 formées dans le revêtement 44 en matériau réfractaire de la partie fixe 32.

La partie mobile 34 comprend également un retour 76 s'étendant à partir des parois latérales 68 et 70, tourné vers le bas, et conformé en 'LT en vue de dessus (tel que représenté à la figure 3).

La rigole 56 et le retour 76 sont agencés de telle sorte que la rigole 56 entoure les parois latérales 68 et 70 de la partie mobile 40 (tel que représenté à la figure 3), et que le bord inférieur du retour 76 soit immergé dans le fluide ou la composition granulaire, et puisse se déplacer à l'intérieur de la rigole 56 sans contact avec celle-ci, lors du déplacement alternatif de la partie mobile 34 en position avancée et en position reculée.

Le niveau de fluide ou de sable est tel que lorsque du déplacement alternatif de la partie mobile 34, le bord inférieur d u retour 76 soit en permanence immergé dans le fluide ou le sable. Les chicanes formées par les nervures 54 et rainures 74 permettent de limiter la dépression s'exerçant sur la rigole 56 et le retour 76.

Le dispositif 30 comporte des moyens de déplacement alternatif 78 de la partie mobile 34. Ces moyens de déplacement alternatif 78 comprennent par exemple un vérin pneumatique, un vérin hydraulique ou un mécanisme d'embiellage associé à un moteur.

Le dispositif 30 comporte des moyens de guidage 80 de la partie mobile 34 relativement à la partie fixe 32. Ces moyens de guidage 80 comprennent par exemple une pluralité de roulettes fixées sous la sole 66 de la partie mobile et engagées dans des rails parallèles à la sole 66.

Le dispositif 30 comporte un soufflet 82 textile résistant aux hautes températures. Par exemple, le soufflet est en fibres céramiques, comme les fibres connues sous les références Hytex 2500 ou Nextel, par exemple. Le soufflet 82 est connecté d'une part à la partie fixe 32 et d'autre part aux extrémités aval de la paroi de fond 66 et des parois latérales 68 de la partie mobile 34. Le soufflet 82 est susceptible de s'étendre, et en alternance de se contracter, en réponse au déplacement alternatif de la partie mobile 34 en position reculée et en position avancée. Ainsi, le soufflet 82 présente une forme générale de 'LT, dans un plan vertical.

Les nervures 54 et rainures 74, la rigole 56 et le retour 76, et le soufflet 82, forment des moyens d'étanchéité agencés entre les parties fixe 32 et mobile 34 du conduit 36 pour rendre ce conduit 36 hermétique à l'air ambiant.

En conditions d'utilisation, le vérin 78 anime la partie mobile 34 d'un mouvement alternatif entre sa position avancée et sa position reculée.

Lorsque la partie mobile 34 est déplacée de sa position avancée vers sa position reculée (tel que représenté à la figure 5), les matières minérales granulaires issues du four de décarbonatation, amenées par la bouche d'entrée 36a, tombent par gravité sur la paroi de fond 66 de la partie mobile 34, en aval du redent 72.

Lorsque la partie mobile 34 est déplacée de sa position reculée vers sa position avancée (tel que représenté à la figure 4), le redent 72 repousse les matières minérales granulaires en direction de la bouche de sortie 36b.

Il est possible d'ajuster le débit d'extraction des matières minérales granulaires en jouant sur la fréquence et la course de la partie mobile 34. Une augmentation de la fréquence augmente le débit d'extraction. Une diminution de la fréquence réduit le débit d'extraction.

Un allongement de la course augmente le débit d'extraction. Un raccourcissement de la course diminue le débit d'extraction.

Un extracteur à tiroir selon l'invention peut, par exemple être installé au pied d'un four droit briqueté de 75 cm de diamètre intérieur et de 3m de hauteur. L'extracteur peut posséder une largeur hors tout de1 ,25 m et une longueur hors tout de 1 ,60 m . La sole de l'extracteur peut posséder une longueur de 1 ,40 m et une largeur de 0,85 m. La course de l'extracteur peut être de 40 mm et chaque aller-retour permet d'extraire environ 5kg de matière à haute température, par exemple de l'ordre de 1200°C.

Cet extracteur peut servir à l'extraction de matières minérales granulaires à haute température, de l'ordre de 1250 à 1450°C, contenues dans un four de clinkérisation et le transfert de ces matières minérales granulaires dans un refroidisseur.

Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution du dispositif décrite ci-dessus à titre d'exemple, elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation.

Il est par exemple possible d'ajouter des joints d'étanchéité, et des chicanes additionnelles permettant d'éviter les déperditions de chaleur et les entrées d'air ambiant lorsque le dispositif est en dépression par rapport à l'atmosphère.

La sole n'est pas nécessairement incl inée mais pourrait être horizontale.