BE1009987A3 - Procede pour la fabrication d'une eponge de fer a basse teneur en soufre. - Google Patents

Procede pour la fabrication d'une eponge de fer a basse teneur en soufre. Download PDF

Info

Publication number
BE1009987A3
BE1009987A3 BE9500430A BE9500430A BE1009987A3 BE 1009987 A3 BE1009987 A3 BE 1009987A3 BE 9500430 A BE9500430 A BE 9500430A BE 9500430 A BE9500430 A BE 9500430A BE 1009987 A3 BE1009987 A3 BE 1009987A3
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
reducing agent
carbonaceous reducing
solid carbonaceous
layer
compounds
Prior art date
Application number
BE9500430A
Other languages
English (en)
Inventor
Rene Munnix
Didier Steyls
Jean Borlee
Marios Economopoulos
Original Assignee
Centre Rech Metallurgique
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre Rech Metallurgique filed Critical Centre Rech Metallurgique
Priority to BE9500430A priority Critical patent/BE1009987A3/fr
Application granted granted Critical
Publication of BE1009987A3 publication Critical patent/BE1009987A3/fr

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/10Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in hearth-type furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/10Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in hearth-type furnaces
    • C21B13/105Rotary hearth-type furnaces
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)

Abstract

On dépose sur une sole mobile (5) une couche de matière finement divisée (6), constituée par un mélange (M) d'oxydes de fer (1), d'agent réducteur carboné solide (2) et d'agent désulfurant (3). On chauffe la couche pour provoquer la gazéification au moins partielle de l'agent réducteur carboné solide, ce qui provoque le dégagement de composés gazeux du carbone et du soufre. On effectue la réduction des oxydes de fer au moyen d'au moins une partie du monoxyde de carbone (CO) contenu dans les composés gazeux du carbone et on fixe, au moyen de l'agent désulfurant, au moins une partie du soufre contenu dans les composés gazeux du soufre. Enfin, on sépare les oxydes de fer réduits et les résidus de l'agent réducteur carboné solide et de l'agent désulfurant.

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Procédé pour la fabrication d'une   éponge   de fer à basse teneur en soufre. 



  La présente invention concerne un procédé pour la fabrication d'une éponge de fer à basse teneur en soufre. 



  Au sens de la présente invention, une éponge de fer est une matière ferreuse obtenue par une opération de réduction, dite directe, à partir d'oxyde de fer. Traditionnellement, l'oxyde de fer provient des minerais, où il est accompagné par diverses substances formant la gangue. A l'heure actuelle, une source intéressante d'oxyde de fer est également constituée par les oxydes superficiels recueillis à différents stades des processus de fabrication sidérurgiques, tels que les pailles de laminoirs et les boues de décapage. Cette catégorie d'oxydes ne comporte pas de gangue, mais elle est fréquemment chargée d'impuretés telles que des résidus d'huiles ou de graisses. 



  La description qui suit fera référence au terme général d'oxyde de fer ; ce terme englobe ici aussi bien les minerais de fer habituels que les oxydes provenant des processus sidérurgiques, soit séparément soit sous forme de mélanges en proportions quelconques. 



  L'éponge de fer suscite actuellement un intérêt croissant, en particulier en vue de son utilisation dans les fours électriques d'aciérie. Jusqu'à présent, la charge métallique de ces engins est principalement constituée de ferrailles, avec un complément d'autres matières ferrifères, telles que la fonte solide ou liquide. On constate cependant que la qualité de ces ferrailles a tendance à se dégrader, notamment en raison de leur teneur en éléments d'alliages qui peuvent être indésirables pour les aciers envisagés. Par ailleurs, le prix des ferrailles varie dans des proportions parfois considérables, en fonction non seulement de leur qualité mais aussi de leur disponibilité, ce qui peut compromettre l'approvisionnement des aciéries électriques en particulier. 



  On connaît dans la technique de nombreux procédés de fabrication d'éponge de fer. 



  Ces procédés sont basés sur l'utilisation d'un agent réducteur qui est en général soit gazeux soit solide. Le procédé de l'invention appartient à la catégorie des procédés 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 basés sur l'utilisation d'un agent réducteur solide, qui est essentiellement un agent carboné et tout particulièrement du charbon finement divisé. 



  Les procédés connus dans ce domaine sont mis en oeuvre dans des fours de types divers, tels que des fours à cuve, des fours à lit fluidisé ou des fours tournants, qui peuvent nécessiter des investissements importants et entraîner des frais de fonctionnement élevés. De plus, les procédés actuellement connus souffrent d'au moins un inconvénient sérieux ; certains de ces procédés requièrent une consommation de charbon très élevée, de l'ordre de 700 kg de charbon par tonne d'éponge de fer produite, tandis que d'autres procédés conduisent à des teneurs en soufre très élevées dans l'éponge de fer, inacceptables pour les aciéries électriques. Enfin, de nombreux procédés utilisent différents liants pour agglomérer, par exemple par pelletisation ou compactage, l'agent réducteur carboné et les oxydes de fer avant l'opération de réduction. 



  La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'une éponge de fer, qui est basé sur l'utilisation économiquement acceptable d'un agent réducteur carboné solide et qui permet en même temps de limiter la teneur en soufre à un niveau compatible avec la marche du four à arc électrique d'aciérie. En outre, ce procédé ne requiert pas les importants investissements précités et il ne nécessite pas l'emploi de liants. 



  Conformément à la présente invention, un procédé pour la fabrication d'une éponge de fer à basse teneur en soufre, dans lequel on utilise un agent réducteur carboné solide, est caractérisé en ce que l'on dépose sur une soie mobile une couche de matière finement divisée constituée par un mélange d'oxydes de fer, d'agent réducteur carboné solide et d'agent désulfurant, en ce que l'on chauffe ladite couche de matière pour provoquer la gazéification au moins partielle dudit agent réducteur carboné solide, ce qui provoque le dégagement de composés gazeux du carbone et du soufre, en ce que l'on effectue la réduction desdits oxydes de fer au moyen d'au moins une partie du monoxyde de carbone (CO) contenu dans lesdits composés gazeux du carbone, en ce que l'on fixe, au moyen dudit agent désulfurant,

   au moins une partie du soufre desdits composés gazeux du soufre, et en ce que l'on sépare lesdits oxydes de fer réduits et les résidus dudit agent réducteur carboné solide et dudit agent désulfurant. 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 De façon connue en soi, la gazéification de l'agent réducteur carboné solide requiert un chauffage à haute température, de l'ordre d'au moins   900oC.   Ce chauffage est conduit de telle façon que les composés gazeux du carbone contiennent essentiellement du monoxyde de carbone   (CO),   qui est un gaz très réducteur.

   Le chauffage nécessaire à cette gazéification est avantageusement assuré par des brûleurs, de préférence installés dans la voûte du four contenant la sole mobile, qui produisent notamment le CO2 nécessaire au démarrage de la réaction de Boudouard : 
 EMI3.1 
 Dans la proposition qui fait l'objet de la présente invention, le CO résultant de ladite gazéification pénètre par diffusion dans les particules d'oxydes de fer où il assure la réduction desdits oxydes de fer par les réactions : 
 EMI3.2 
 Le CO2 ainsi produit dans les particules d'oxydes de fer diffuse à son tour vers les particules d'agent réducteur carboné solide, où chaque mole   de CO : donne à nouveau   naissance à deux moles de CO par la réaction de Boudouard rappelée plus haut.

   Une de ces deux moles de CO revient par diffusion dans les particules d'oxydes de fer pour y réduire une molécule d'oxyde de fer, tandis que l'autre mole de CO s'échappe du mélange pour venir brûler au-dessus de la couche de matière, contribuant ainsi au chauffage nécessaire à la gazéification de l'agent réducteur carboné solide. 



  Pour que les deux fonctions précitées de réduction et de chauffage puissent être assurées de manière satisfaisante, il convient que l'agent réducteur carboné solide soit présent en quantité suffisante dans ledit mélange ; dans le cas du charbon fin, cette quantité est de préférence comprise entre 250 et 500 kg de carbone par tonne d'éponge de fer produite, selon la teneur en fer des oxydes de fer utilisés. 



  Il va de soi que l'agent réducteur carboné solide utilisable dans le cadre du présent procédé n'est pas limité au charbon fin, mais qu'il comprend également d'autres 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 substances carbonées telles que le coke, le brai, le poussier de coke, le charbon de bois ou d'autres substances analogues. 



  Au cours de la gazéification dudit agent réducteur carboné solide, il se forme également des composés gazeux du soufre ; ceux-ci réagissent immédiatement avec un agent désulfurant approprié pour former des composés solides qui restent dans la couche de matière. Parmi les agents désulfurants utilisables, certains composés du calcium et notamment la chaux vive (CaO), la chaux hydratée   (Ca[OH]2)   et la castine (CaC03) sont particulièrement indiqués en raison d'une part de leur efficacité à réagir avec les composés gazeux pour former des composés solides et d'autre part de leur caractère économique. En particulier, la chaux peut être utilisée sous la forme d'un lait de chaux imprégnant au moins une partie dudit agent réducteur carboné solide. 



  Suivant une caractéristique supplémentaire, on compacte ladite couche de matière finement divisée, afin d'améliorer le transfert de la chaleur au sein de ladite couche. 



  Ce compactage peut par exemple être effectué par un rouleau disposé au-dessus de la sole mobile, juste après le chargement des matières. 



  D'une manière connue en soi, la séparation desdites particules d'éponge de fer et des résidus dudit agent réducteur carboné solide et dudit agent désulfurant est ensuite effectuée par voie magnétique, après un refroidissement et un éventuel broyage du mélange. 



  L'éponge de fer ainsi obtenue, qui présente une faible teneur en soufre, peut être utilisée sans difficultés dans les fours à arc électrique d'aciérie. 



  Le procédé de l'invention sera à présent expliqué de manière plus détaillée, à titre de simple exemple, dans la description qui suit, où il est fait référence aux dessins annexés, dans lesquels la Fig. 1 illustre schématiquement les opérations constituant une variante particulière du procédé de l'invention ; et la Fig. 2 représente une coupe transversale à travers la charge déposée sur une sole tournante. 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 Dans la Fig. 1, des matières finement divisées comprenant des oxydes de fer 1, du charbon fin 2 et de la castine 3 sont mélangées dans un mélangeur 4 et le mélange obtenu M est déposé en une couche 5 sur une sole tournante 6 disposée dans un four annulaire non autrement représenté. La structure uniforme de la couche 5 est montrée schématiquement dans la coupe transversale A-A représentée dans la Fig. 2.

   Dans le four, la couche 5 est chauffée au moyen de brûleurs, également non représentés, jusqu'à une température suffisante pour opérer la gazéification au moins partielle du charbon fin 2. Il se produit alors au sein de la couche 5 un dégagement de CO qui, par le mécanisme rappelé plus haut, assure d'une part la réduction des oxydes présents dans la couche 5 et d'autre part le chauffage de cette couche 5. Simultanément, le chauffage de la couche 5 donne lieu à un dégagement de composés gazeux du soufre provenant du charbon. Ces composés gazeux sont immédiatement mis en contact avec l'agent désulfurant, à savoir la castine 3, dispersé au sein de la couche 5, et le soufre est aussitôt fixé par l'agent désulfurant sous la forme de composés solides granulaires.

   La présence de castine permet de fixer d'autant mieux le soufre des composés gazeux du soufre que la castine est plus finement répartie dans la couche 5. Lorsque la réduction des oxydes de fer et la désulfuration des composés gazeux du soufre sont terminées, la couche de matière présente sur la sole mobile comprend finalement les oxydes de fer réduits constituant l'éponge de fer et les résidus de l'agent réducteur carboné solide et de l'agent désulfurant ainsi que les composés solides du soufre résultant de ladite désulfuration. A la sortie du four précité, on abaisse la température de l'éponge de fer sous le point de Curie dans une étape de refroidissement 7, qui peut être suivie d'une étape de broyage 8, représentée en trait interrompu.

   Enfin, il est prévu une étape de séparation magnétique 9 pour séparer les particules d'éponge de fer et les résidus granulaires R comprenant notamment les cendres de l'agent réducteur carboné solide et les composés solides du soufre, tels que le sulfure CaS. 



  Le procédé de l'invention n'est pas limité à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit et illustré. Il comprend aussi les modifications qu'un homme du métier pourrait y apporter, en particulier en ce qui concerne le choix de l'agent désulfurant et de l'agent réducteur.

Claims (6)

  1. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la fabrication d'une éponge de fer à basse teneur en soufre, dans lequel on utilise un agent réducteur carboné solide, caractérisé en ce que l'on dépose sur une sole mobile (6) une couche de matière finement divisée (5) constituée par un mélange d'oxydes de fer (1), d'agent réducteur carboné solide (2) et d'agent désulfurant (3), en ce que l'on chauffe ladite couche de matière (5) pour provoquer la gazéification au moins partielle dudit agent réducteur carboné solide, ce qui provoque le dégagement de composés gazeux du carbone et du soufre, en ce que l'on effectue la réduction desdits oxydes de fer au moyen d'au moins une partie du monoxyde de carbone (CO) contenu dans lesdits composés gazeux du carbone, en ce que l'on fixe, au moyen dudit agent désulfurant,
    au moins une partie du soufre desdits composés gazeux du soufre, et en ce que l'on sépare lesdits oxydes de fer réduits et les résidus dudit agent réducteur carboné solide et dudit agent désulfurant.
  2. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on compacte ladite couche de matière finement divisée.
  3. 3. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on chauffe ladite couche à une température d'au moins 9000C pour assurer la gazéification dudit agent réducteur carboné.
  4. 4. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit agent réducteur carboné solide est incorporé dans ledit mélange (M) en une quantité comprise entre 250 et 500 kg de carbone par tonne d'éponge de fer produite.
  5. 5. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit agent désulfurant est choisi parmi les composés du calcium, tels que la chaux vive (CaO), la chaux hydratée (Ca [OH) et la castine (CaC03). <Desc/Clms Page number 7>
  6. 6. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on sépare par voie magnétique lesdits oxydes de fer réduits et les résidus dudit agent réducteur carboné solide et dudit agent désulfurant.
BE9500430A 1995-05-12 1995-05-12 Procede pour la fabrication d'une eponge de fer a basse teneur en soufre. BE1009987A3 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE9500430A BE1009987A3 (fr) 1995-05-12 1995-05-12 Procede pour la fabrication d'une eponge de fer a basse teneur en soufre.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE9500430A BE1009987A3 (fr) 1995-05-12 1995-05-12 Procede pour la fabrication d'une eponge de fer a basse teneur en soufre.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BE1009987A3 true BE1009987A3 (fr) 1997-11-04

Family

ID=3888979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE9500430A BE1009987A3 (fr) 1995-05-12 1995-05-12 Procede pour la fabrication d'une eponge de fer a basse teneur en soufre.

Country Status (1)

Country Link
BE (1) BE1009987A3 (fr)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE249031C (fr) * 1900-01-01
US1452627A (en) * 1921-01-21 1923-04-24 Edwin B Thornhill Process for the production of sponge iron and other metallic products
FR645328A (fr) * 1927-12-07 1928-10-23 Hoganas Billesholms Ab Perfectionnements au procédé de préparation de fer spongieux
FR652050A (fr) * 1928-03-31 1929-03-02 Granular Iron Company Traitement des minerais de fer et leur équivalent
CH154874A (fr) * 1930-12-15 1932-05-31 Paul Basset Lucien Procédé de fabrication simultanée d'un produit ferreux et d'un liant à base de chaux.
US2495225A (en) * 1947-10-07 1950-01-24 Russell C Buehl Method for the production of low sulfur sponge iron
FR1018347A (fr) * 1950-03-13 1953-01-06 Procédé d'extraction du fer des minerais pauvres
FR1128520A (fr) * 1954-04-09 1957-01-07 Perfectionnement aux procédés de réduction de l'oxyde de fer
FR1201902A (fr) * 1957-09-02 1960-01-06 United Steel Companies Ltd Perfectionnements apportés à la réduction en métal de minerais, concentrés, écailles de laminage et résidus métallifères
EP0508166A2 (fr) * 1991-04-12 1992-10-14 Zia Metallurgical Processes, Inc. Procédé et appareil de réduction directe

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE249031C (fr) * 1900-01-01
US1452627A (en) * 1921-01-21 1923-04-24 Edwin B Thornhill Process for the production of sponge iron and other metallic products
FR645328A (fr) * 1927-12-07 1928-10-23 Hoganas Billesholms Ab Perfectionnements au procédé de préparation de fer spongieux
FR652050A (fr) * 1928-03-31 1929-03-02 Granular Iron Company Traitement des minerais de fer et leur équivalent
CH154874A (fr) * 1930-12-15 1932-05-31 Paul Basset Lucien Procédé de fabrication simultanée d'un produit ferreux et d'un liant à base de chaux.
US2495225A (en) * 1947-10-07 1950-01-24 Russell C Buehl Method for the production of low sulfur sponge iron
FR1018347A (fr) * 1950-03-13 1953-01-06 Procédé d'extraction du fer des minerais pauvres
FR1128520A (fr) * 1954-04-09 1957-01-07 Perfectionnement aux procédés de réduction de l'oxyde de fer
FR1201902A (fr) * 1957-09-02 1960-01-06 United Steel Companies Ltd Perfectionnements apportés à la réduction en métal de minerais, concentrés, écailles de laminage et résidus métallifères
EP0508166A2 (fr) * 1991-04-12 1992-10-14 Zia Metallurgical Processes, Inc. Procédé et appareil de réduction directe

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BE1008397A6 (fr) Procede pour fabriquer une eponge de fer a basse teneur en soufre.
RU2301834C2 (ru) Способ получения гранулированного металлического железа
RU2320730C2 (ru) Гранулы металлического железа
FR2634787A1 (fr) Procede d&#39;obtention d&#39;un laitier moussant dans un four electrique d&#39;acierie
WO1994018348A1 (fr) Procede pour le recyclage de poussieres de depoussierage dans un four electrique a arc de production d&#39;acier
FR2466509A1 (fr) Procede de fabrication d&#39;acier a partir de matieres metalliques solides contenant du fer
BE1009987A3 (fr) Procede pour la fabrication d&#39;une eponge de fer a basse teneur en soufre.
EP0594470A1 (fr) Procédé de récupération de plomb, provenant notamment de la matière active de batteries usagées et four électrique destiné notamment à mettre en oeuvre le procédé
FR2493872A1 (fr) Procede de fabrication d&#39;un metal a partir de l&#39;oxyde metallique a fine granulometrie
BE1008398A6 (fr) Procede de fabrication d&#39;une eponge de fer a faible teneur en soufre.
EP1187942B1 (fr) Procede de production de fonte liquide
BE1010766A3 (fr) Procede pour fabriquer une eponge de fer a faible teneur en soufre.
FR2490242A1 (fr) Procede de reduction continue de matieres ferrugineuses
KR100515167B1 (ko) 이동형 노상 노에 원료 및 탄재를 장입하는 방법 및 장치
TW424004B (en) Process for thermal treatment of residual materials containing heavy metals
BE1006837A6 (fr) Procede de fabrication directe d&#39;acier a partir de matieres solides a base de fer.
FR2546178A1 (fr) Procede de desulfuration des gaz a l&#39;aide de bains mineraux fondus lors de la gazeification de produits carbones
BE423652A (fr)
WO1996007760A1 (fr) Fusion de materiaux ferreux
BE1007625A6 (fr) Procede de valorisation des residus ferreux siderurgiques.
BE453796A (fr)
BE421359A (fr)
BE693851A (fr)
BE426092A (fr)
BE537058A (fr)

Legal Events

Date Code Title Description
RE Patent lapsed

Owner name: CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES - CENTRUM VOO

Effective date: 20000531