1. Structure et principe de fonctionnement
- four rotatif
- Structure : Four cylindrique rotatif horizontal ou légèrement incliné, entraîné par un moteur.
- Principe de fonctionnement : Le matériau est introduit dans la partie supérieure et se déplace lentement vers la partie inférieure pendant la rotation du four. Il interagit avec le flux de gaz à haute température (issu de la combustion du combustible) à contre-courant ou en flux simultané, complétant ainsi la calcination.
- Méthode de chauffage : Chauffage direct par gaz de combustion, avec transfert de chaleur par rayonnement, convection et conduction.
- Four à cuve
- Structure : Four cylindrique vertical, stationnaire, à structure haute, souvent à une ou plusieurs chambres.
- Principe de fonctionnement : Le matériau est chargé par le haut et descend par gravité. La chaleur est fournie par l’air chaud ou la combustion du combustible en bas, et la calcination se produit à mesure que le matériau descend.
- Méthode de chauffage : Le combustible est généralement brûlé au fond ou sur les parois latérales, la chaleur étant transférée vers le haut par l’intermédiaire d’air chaud à contre-courant.
2. Caractéristiques de calcination
| Aspect | four rotatif | Four à cuve |
|---|---|---|
| Uniformité | Le matériau culbute pendant la rotation, assurant un chauffage uniforme et une qualité de produit stable. | Le matériau s’écoule par gravité, sujet à un chauffage inégal ; nécessite un contrôle strict de l’épaisseur de la couche. |
| Contrôle de la température | Réglage flexible de la température, adapté à différentes qualités de bauxite. | Contrôle moins précis ; meilleur pour une composition stable des matières premières. |
| Efficacité énergétique | Efficacité thermique plus faible (perte de chaleur), consommation d’énergie plus élevée. | Efficacité thermique supérieure (chauffage à contre-courant), consommation d’énergie réduite. |
| Capacité de production | Idéal pour une production continue à grande échelle (par exemple, des centaines de tonnes par jour). | Convient aux productions de petite à moyenne taille (par exemple, des dizaines de tonnes par jour). |
| Coût | Équipement complexe, investissement initial élevé et coûts de maintenance. | Structure simple, coûts d’investissement et d’exploitation réduits. |
3. Scénarios d’application
- four rotatif
- Avantages : Calcination uniforme, idéale pour la production d’alumine de haute qualité (par exemple, matériaux réfractaires à faible teneur en fer et à haute teneur en alumine) ; gère une large gamme de tailles de matières premières (poudre ou morceaux).
- Inconvénients : Consommation énergétique élevée, encombrement important, maintenance complexe.
- Utilisation typique : Production industrielle à grande échelle nécessitant une qualité de produit constante.
- Four à cuve
- Avantages : Économe en énergie, adapté aux petits et moyens lots ; fonctionnement simple.
- Inconvénients : Nécessite une taille de matière première uniforme (morceaux), risques de calcination inégale (surcombustion/sous-combustion).
- Utilisation typique : Petites usines réfractaires ou scénarios privilégiant les faibles coûts énergétiques par rapport aux spécifications strictes du produit.
4. Caractéristiques environnementales et d’automatisation
- Four rotatif : Traitement avancé des gaz d’échappement (par exemple, récupération de chaleur perdue, désulfuration/dénitrification) ; automatisation élevée.
- Four vertical : Contrôles d’émissions plus simples, défis de gestion des poussières/gaz plus importants ; automatisation limitée.
Résumé
- Critères de sélection : Dépend de l’échelle de production, des propriétés de la matière première (taille, composition), des coûts énergétiques et des exigences du produit.
- Four rotatif : idéal pour les opérations continues à grande échelle et de haute qualité.
- Four à cuve : Idéal pour une production à petite et moyenne échelle, sensible aux coûts ou flexible.
Dans la pratique, certaines usines combinent les deux technologies (par exemple, la précalcination dans un four vertical suivie d’un affinage dans un four rotatif) pour optimiser l’efficacité et le rendement.
