Wypalania wapna lub Chaufour jest kategorią kalcynacji pieca , w którym kamień wapienny jest przekształcany do wapna przez kalcynacji i nawiasem mówiąc, gdzie ceramiczny zwolniony. Jest to na ogół nieruchoma konstrukcja pionowa i otwarta od góry, ale istnieją również piece poziome i obrotowe.
Produkcja wapna to sztuka szofera .
Wapno otrzymuje się przez prażenie wapienia w temperaturze około 900 ° C w piecach do wypalania wapna An operację , podczas której dwutlenek węgla (CO 2) i tlenek wapnia (CaO, zwany także „ wapnem palonym ”). Ten ostatni przybiera wygląd sproszkowanych kamieni na powierzchni.
Następnym krokiem jest nawodnienie („zgaszenie”) tych kamieni przez zanurzenie w wodzie. Ta bardzo egzotermiczna reakcja przekształca CaO w wodorotlenek wapnia (Ca (OH) 2) i powoduje zwichnięcie i przerost. Rezultatem jest pasta , która przyjmuje nazwę „ wapno gaszone ”. Obecność innych związków (gliny itp.) w kamieniu może modyfikować fazę wymierania, prowadząc do produkcji różnych rodzajów wapna (patrz wapno ).
Materiał ten, ewentualnie zmieszany z kruszywem, wykorzystywany jest w budownictwie do wykonywania tynków i zapraw murarskich .
W XIX th century, następujących miejscach Francji , paliwo jest wykorzystywane do cordwood , pedale, wrzos The węgiel suche, antracyt , węgiel brunatny i torf i bardzo rzadko węgiel . Koks jest idealny do tego gotowania.
Kształt palenisk zmienia się w zależności od rodzaju opału na drewno i wrzos, które palą się długim płomieniem, budujemy z cegieł lub innych materiałów możliwie jak najbardziej ogniotrwałych ogromne komory, czasem pryzmatyczne, czasem cylindryczne znacznie wyższe niż szerokie, o mniej lub bardziej wąski otwór w dnie, są wypełnione kamieniami zredukowanymi do objętości drobnego gruzu i tak, że ładunek jest przenoszony na jeden lub dwa małe sklepienia zbudowane na sucho z materiałów partii najbardziej odpowiedniej dla tej konstrukcji. Wejście do tych podziemi odpowiada otworowi wykonanemu w dnie pieca; to palenisko, w którym spalane jest paliwo, którego płomień pełza przez puste przestrzenie małych sklepień, stopniowo przenosi żarzenie we wszystkich częściach ładunku. Czas potrzebny do gotowania waha się w zależności od jakości drewna od 100 do 150 godzin dla pieca o pojemności 75 do 80 metrów sześciennych. To przez osiadanie obciążenia przybył z 1 / 6 th do 1 / 5 th jego wysokości, że kuchenki sądzić gotowania wykończone. Każdy metr sześcienny wapna wymaga średnio 1,66 metra sześciennego drewna dębowego, 22 sznurów drewna opałowego i 30 metrów sześciennych zwykłego janowca lub wrzosu. Rozumie się, że liczby te mogą się różnić w zależności od wielu okoliczności, w zależności od jakości drewna, wielkości i gęstości kamienia.
W przypadku paliw bezpłomieniowych, takich jak koks, suchy węgiel i antracyt, kamień rozdrobniony do rozmiarów pięści jest gotowany w kontakcie z paliwem w piecach o kształcie lejka lub odwróconego stożka. Obciążenia są wykonywane przez naprzemienne warstwy kamienia i węgla oraz od góry, gdy upieczony kamień jest usuwany z dna. Średnio jedna trzecia metra sześciennego suchego węgla lub antracytu jest spalana na metr sześcienny kamienia. Za pomocą pary wodnej wprowadzonej do powietrza zasilającego spalanie, te ostatnie paliwa wyrzucają długie płomienie ( gaz w wodzie ) i mogą być używane jak drewno.
Archeolog Jean-Pierre Adam na podstawie instalacji kotłowych obserwowanych w krajach śródziemnomorskich, które pozostały dość podobne do tych z starożytności, wyróżnia trzy procesy:
Piece wapienne były wysokimi piecami , miały kształt cylindryczny i miały dużą ścianę wewnętrzną, zwykle pokrytą cegłą. Z kamienia wapiennego, który został rozdrobniony na drobne kawałki, można było zrobić wapno. Piec zasilany był przez jego otwór znajdujący się u góry (tzw. gueulard ), do którego dostęp najczęściej umożliwiała rampa. Szoferzy naprzemiennie zmieniali łóżka z kamienia i węgla drzewnego, aby wypełnić go do maksimum, a drewno doprowadzono do podnóża budynku, aby zapewnić ogień. Wytwórca kotła musiał wtedy zawsze utrzymywać temperaturę między 800 ° C a 1000 ° C, jednocześnie utrzymując maksymalny poziom piekarnika poprzez uzupełnianie go wapieniem, a także musiał utrzymywać ogień. Po zakończeniu gotowania wapno odzyskano dzięki niskiemu otwarciu piekarnika zwanego „ młynkiem ”. Wapno palone było następnie gaszone w sąsiednim wyrobisku przy użyciu dużej ilości wody, najczęściej rurami z pobliskiej rzeki . Wapno gaszone było następnie umieszczane w beczkach przed użyciem w murze .
Podczas XIX th wieku, wapna jest również stosowany w rolnictwie do wapnowania ziemi, czyli przywrócić neutralne pH (około 7) ziemi, która ma tendencję do zakwaszania. Dość szybko, pod koniec wieku, wykorzystanie pieców wapienniczych do celów rolniczych spadnie wraz z pojawieniem się i rozwojem nawozów chemicznych. Na zachodzie Francji, w Mayenne, działalność ta, u szczytu swojej ekspansji około 1864 roku, wykorzystywała 240 pieców na węgiel drzewny i 3000 pracowników.
Dzięki wykopaliskom archeologicznym lepiej poznano datowanie i warunki eksploatacji pieców wapienniczych gallo-rzymskiego i merowińskiego .
Na północy Francji gleba była tak żyzna i urodzajna, że aby nie pozbawiać jej rolnictwa, wydobywać kredę , w tym tę, która zasilała piece wapiennicze, zamiast budować kamieniołomy na wolnym powietrzu, tysiące małych kamieniołomów zwanych „ catiches ” ” lub wykopano pod ziemią krowy .
W Regionie Walońskim jest wiele miejsc, w których nadal można zobaczyć różne typy starych wapienników. Dotyczy to w szczególności regionów Antoing , Chercq , Haccourt , Jemelle , Namêche , Namur i Tournai oraz Theux w prowincji Liège .
Lokalizacja starych szoferów została zachowana w dziesiątkach toponimów w całej Francji: Chaufour-lès-Bonnières , Chaufour-Notre-Dame , Le Fourneau, Forcalquier , Forcalqueiret , itp.
Piec wapienniczy w La Fortinière, La Bazouge-de-Chemeré ( Mayenne ).
Piec do wypalania wapna z XIX p wieku wstępnej Coulange , Villeloin-Coulangé ( Indre i Loara ).
Piece wapiennicze w Payré, Foussais-Payré ( Wandea ).
Piece do wypalania wapna Rey w Regnéville-sur-Mer ( Manche ).
Piec do wypalania wapna na sucho w Sainte-Croix-de-Quintillargues ( Hérault ).
Dnie rzemieślniczego pieców wapienniczych w kamiennym kamieniołomie , Brissac ( Gard ).
W przeszłości Quebec był usiany piecami wapiennymi, dziś zachowało się bardzo niewiele, a większość z nich znajduje się na gruntach prywatnych. Regiony z największą liczbą pieców wapienniczych to: Capitale-Nationale , Chaudière-Appalaches , Mauricie , Bas-Saint-Laurent , Côte-Nord i Lanaudière , chociaż mają je również inne regiony.
Istnieje więcej rzemieślniczych pieców wapienniczych, które zazwyczaj znajdują się w wapiennych regionach krajów śródziemnomorskich, takich jak te na Majorce .
Rzemieślniczy piec wapienniczy w Capdepera , Majorka , Baleary .
Stary piec wapienniczy w wąwozie Azuaje, Gran Canaria .
Piec wapienniczy w Velilla del Río Carrión , Kastylii i León .
Piece wapiennicze nie zniknęły, ale, jak każdy przemysł ciężki , przeszły wyścig wielkości, który sprawił, że stały się rzadkością. Nadal występują, przeznaczone do zasilania procesów przemysłowych, w tym w szczególności przemysłu stalowego .
Piece wapiennicze do zasilania huty w Scunthorpe w Anglii .
W 1858 roku Friedrich Hoffmann opatentował piec pierścieniowy przeznaczony do wypalania cegieł i płytek. Bardzo popularny i osiągający znaczne rozmiary piec ten okazał się skuteczny w operacji kalcynacji. Hoffmann piec jest pierścień podzielony na stałych przedziałach i postępy pożaru z jednego przedziału do drugiego. Powietrze wlatuje w punkcie pierścienia, przemieszcza się po 2/3 obwodu, nagrzewając się w kontakcie z już prażonymi materiałami i reaguje z komorą załadowaną paliwem. Gorące spaliny powstające podczas spalania kontynuują swoją drogę, oddając ciepło do kolejnych komór, które są ładowane niepalonym materiałem, zanim uciekną przez centralny komin.
W przypadku kalcynacji rud węglanowych żelaza i cynku , piec Hoffmanna pozwala na oszczędność paliwa do 50% w porównaniu z piecami na paliwo stałe. Ale, bardziej zoptymalizowany do ogrzewania niż do utleniania, ten piec jako piec do prażenia pozostał raczej marginalny. W tym celu konieczne są pewne drobne modyfikacje, ponieważ dekarbonizacja wapienia lub rud powoduje osadzanie się ładunku. Następnie między sklepieniem a ładunkiem powstaje próżnia, a gazy pożyczają tę próżnię zamiast krążyć w ładunku. Dlatego tworzymy membrany blokujące górną trzecią część sklepienia, aby zmusić gazy do przejścia przez ładunek.
Duży owalny piec firmy Hoffman koło Zehdenick .
Piec do wypalania wapna Hoffmana, przechowywany w Willy Spahn Park (de) , Hanover .
Uproszczony plan małego okrągłego pieca Hoffmana.
Obrotowe piece bębnowe przeznaczone do kalcynacji są bardzo podobne do tych stosowanych w cementowniach: mają około stu metrów długości, od 4 do 6 metrów średnicy i produkują około 1000 t wapna dziennie. Stosuje się je do wapienia o drobniejszym uziarnieniu niż przeznaczone do pieca szybowego : w zakładzie wapienniczym we Flandersbach (de) piece bębnowe kalcynują wapień od 15 do 45 mm, natomiast piece zbiornikowe przeznaczone są do wapienia o grubości od 70 do 120 mm .
Ze względu na ich niekorzystną sprawność cieplną (do produkcji wapna zużywają od 5020 do 5440 MJ/tonę wobec 3350 MJ/tonę na piec szybowy) ich stosowanie jest uzasadnione tylko w bardzo szczególnych przypadkach.
Na tym zdjęciu lotniczym wyraźnie widać 4 piece obrotowe w zakładzie wapienniczym Flandersbach (de) (największy zakład produkcji wapna w Europie).