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La présente invention concerne les opérations métallurgiques telles que la production de métaux, d'oxy- des métalliques ou d'autres composés de métaux et elle a pour objet certains perfectionnements apportés à ces opérations.
Elle vise, plus particulièrement, un mode de manutention de briquettes ( telles que briquettes de combustible, de combustible et de minerai, ou de minerai) dans des opérations métallurgiques pour la production de " MODE DE MANUTENTION' DE BRIQUETTES POUR L'ALIMENTATION DE FOURS METALLURGIQUES u
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métaux, oxydes métalliques ou autres composés de métaux.
L'invention envisage spécialement certains perfectionne- ments apportés à la manutention de briquettes préalable- ment à leur introduction sur la grille, ou sole, mobile d'un four métallurgique. A cet égard, elle vise un mode de préparation, de séchage et d'introduction de briquettes dans un four métallurgique à marche progressive. Elle convient particulièrement pour la production de zinc métallique, ou d'oxyde de zinc, ou d'oxyde de zinc plombé, dans des foursmécaniques du type à grille mobile où la charge est constituée, en totalité ou en partie, par des briquettes.
Dans les brevets des Etats-Unis Singmaster, - Breyer et Bruce, Nos 1.322.142 et 1.322.143, en date du
18 Novembre 1919, sont décrites des opérations métallur- giques dans lesquelles des oxydes ou d'autres composés de métaux ( tels qu'oxyde de zinc, oxyde de zinc plombé, etc.) sont produits en partant d'une charge constituée en tout ou en partie par des briquettes, supportée sur une grille perforée en mouvement du type de celle du four Vetherill. La présente invention est, à certains égards, un perfectionnement sur les opérations métallurgiques dé- crites dans ces brevets.
Dans la pratique couramment suivie jusqu'à présent pour faire usage de briquettes dans des opérations métallurgiques, les briquettes sont formées dans des pres- ses et sont ensuite passées à travers un appareil de sécha- ge ou de chauffage afin de les sécher et de leur donner plus de résistance, de façon qu'on puisse les manipuler subséquemment avec un minimum de tris et de désagrégation.
Ordinairement, l'appareil de chauffage ou de séchage consis- te en longues chambres rectangulaires en maçonnerie aux-
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quelles sont fournis des gaz chauds, les briquettes étant passées dans toute la longueur de ces chambres intérieu- rement chauffées sur des transporteurs appropriés.
Dans cette façon de procéder antérieure, les briquettes sont soumises à une manutention brutale consi- dérable tant au cours du séchage qu'avant leur introduc- tion dans le four métallurgique. C'est ainsi que les bri- quettes sèches sont habituellement déchargées de la cham- bre de séchage en maçonnerie dans une trémie qui les four- nit à un transporteur. Ce transporteur conduit les bri- quettes à un grand réservoir ou accumulateur dans lequel elles sont à nouveau déchargées. Quand on a besoin des briquettes pour l'alimentation du four, on les décharge du réservoir ou accumulateur dans la trémie d'une grue de déchargement, ou autre moyen convenable, qui les amène au four lui-même. Les briquettes sont finalement versées ou déchargées de la trémie de chargement dans la trémie d'alimentation du four.
Chaque briquette individuelle a, dans cette façon de faire habituellement pratiquée jusqu'ici, à subir une quantité considérable de manutentions brutales, depuis le moment où elle quitte la presse jusqu'à, ce qu'elle arrive finalement au four. Pour que les briquettes puissent supporter d'une façon plus ou moins satisfaisante ces ma- nipulations fréquentes et brutales, il est nécessaire de faire usage d'un très bon liant et d'en employer des quan- tités relativement grandes, aussi bien que de comprimer la matière à briquettes en une masse, compacte, très dure.
En dépit de toutes les précautions prises pour assurer la fabrication de briquettes résistantes et permanentes, on trouve que, dans la pratique réelle, il se produit
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un bris et une désagrégation considérables avant que les briquettes soient finalement chargées dans le four.
Toute cette manutention des briquettes entre la presse et le four, telle qu'elle a été pratiquée antérieu- rement, produit, dans les conditions les plus favorables, au moins environ 10% de "fines", c'est-à-dire qu'au moins
10 % de la matière mise en briquettes se brise éventuel- lement en petites fines indésirables, sans parler d'un fort pourcentage de briquettes qui se cassent mais ne se brisent pas en fines. Ce pourcentage de fines est suffi- samment élevé pour nuire sérieusement à la bonne marche du four. Une quantité relativement grande de liant, ou ma- tière agglomérante, habituellement de la liqueur résiduelle, concentrée, de la fabrication du papier par le procédé au bisulfite doit, de plus, être employée pour donner aux briquettes la résistance nécessaire.
En outre, dans le mode antérieur de manutention des briquettes, une grande installation, comportant chambres de séchage, transporteurs, machines électriques, réservoirs accumulateurs, etc., est nécessaire pour la manutention des briquettes après qu'elles ont quitté la presse et avant qu'elles soient chargées dans le four. le coût de premier établissement et d'entre- tien de cette installation constitue une dépense considéra- ble et, avec le coût du *liant*$ rend le briquettage couteux.
L'invention vise, en particulier, à améliorer les caractéristiques indésirables, sus-mentionnées, des modes de manutention de briquettes couramment employés jusqu'à présent, aussi bien qu'à réduire le coût du bri- que tage. Ainsi, elle implique le passage progressif des briquettes de l'appareil à faire les briquettes au four dans lequel l'opération métallurgique est conduite sans
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chutes importantes autres que celle qu'elles font en tom- bant des poches de l'appareil à faire les briquettes. De préférence, les briquettes sont chauffées, au cours de ce passage, par des gaz chauds dérivés du four, ou par tout autre agent de chauffage approprié.
A cet effet, l'appareil à faire les briquettes, habituellement une presse de bri- que/tage, peut être situé à proximité immédiate du four métallurgique et la manutention des briquettes entre la presse et le four est conduite de telle sorte que les bri- quettes glissent de la presse au four sans chutes réelles, ou importantes, autres que celle qu'elles font en tombant des poches de la presse. Dans la pratique, il est avanta- geux de décharger les briquettes vertes de la presse sur un transporteur en mouvement, tel qu'une courroie ou bande transporteuse, avec une chute minimum des poches de la presse au transporteur. Le transporteur peut avoir toute longueur voulue puisqu'il n'y a pas de tendance des bri- quettes à se briser pendant qu'elles voyagent simplement sur le transporteur.
L'extrémité de décharge du transporteur sera disposée à proximité du four métallurgique ou, si on le désire, de plusieurs fours et la manutention subséquente des briquettes, jusqu'au moment où elles sont chargées dans le ou les fours, est conduite sans chutes réelles, ou importantes, de ces briquettes.
Les briquettes peuvent être séchées ou chauffées, d'une façon appropriée quelconque et à une phase quelconque convenable, au cours de leur passage progressif de l'appa- reil à faire les briquettes au four ou aux fours métallur- giques. Suivant la façon de,procéder que les auteurs de l'invention préfèrent, la fabrication ou pression des bri- quettes se fait une certaine hauteur au-dessus du four
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et les briquettes "vertes" ou nouvellement pressées sont transportées directement à une courte chambre de séchage de préférence chauffée par des gaz d'échappement du four métallurgique et, de cette chambre, les briquettes glissent directement dans le four, habituellement à travers une trémie de chargement des briquettes.
Les briquettes sont ainsi transportées de la presse au four sans chutes autres que celle-qu'elles font en tombant des poches de la presse.
On peut employer diverses dispositions d'appa- reil pour la mise en pratique de l'invention. Les auteurs de celle-ci préfèrent, à l'heure actuelle, faire passer les briquettes vertes de la presse sur un transporteur à courroie qui les amène à un couloir grillée incliné de haut en bas vers la trémie d'alimentation do-four. Ce cou- loir est renfermé dans un caisson métallique et il est per- mis à une quantité appropriée de gaz de four chauds de s'échapper du four à travers oe caisson, en circulant au- tour des briquettes qui descendent. L'extrémité inférieure du couloir se termine dans la trémie de chargement du four.
Sur les dessins ci-joints:
Fig. 1 est une élévation schématique, en coupe, d'un appareil propre à la mise en pratique de l'invention ;
Fig. 2 est un plan, partie en coupe de l'appareil de fig. 1 et
Fig. 3 est une élévation schématique, en coupe, d'une autre disposition d'appareil propre à la mise en pratique de l'invention.
Le four métallurgique représenté sur ces dessins est, d'une façon générale, du type à grille mobile, ou mécanique, décrit dans les brevets des Etats-Unis Nos 1.322.142 et 1.322.143, précités. Ce four convient spécia- lement pour la fabrication d'oxyde de zinc par le procédé Wetherill, ou procédé américain, dans lequel on charge d'abord une couche de briquettes de combustible sur la
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grille perforée mobile et, après l'allumage de ces bri- quettes, ou charge sur le lit de briquettes de combustible en'ignition une couche de briquettes formées de combustible et de minerai. Sur les dessins ci-joints, on n'a représenté que les parties du four qui sont nécessaires pour permettre de comprendre clairement l'invention.
Il va, de plus, sans dire que ce type particulier de four n'a été représenté et décrit qu'à titre d'exemple et qu'il ne doit être en aucune façon considéré comme limitant l'application des principes de l'invention.
En ce qui concerne maintenant, plus particu- lièrement, les figs. 1 et 2 des dessins, l'appareil qui y est représenté comprend une presse à briquettes 1 possé- dant une trémie d'alimentation 2 et actionnée par un moteur approprié ( non représenté ). Un transporteur à courroie 3 ( actionné par un moteur approprié, non représenté) est disposé sous la presse à briquettes 1 pour.transporter les briquettes vertes, au fur et à mesure qu'elles sont déchargées de la presse, à l'extrémité supérieure, ou de réception, d'un couloir grillé, incliné, . Ce couloir est incliné de haut en bas à partir de son extrémité récep- trice et s'étend, à son extrémité inférieure ou de décharge, à proximité immédiate de la trémie de chargement 5, du four métallurgique 6.
Le four 6 est pourvu d'une trémie 7 de char- gement de briquettes de combustible, à l'extrémité de chargement, ou d'alimentation de la grille mobile perforée 8. Une chambre d'allumage 9 est prévue pour amener promp- tement à leur température d'ignitionr les briquettes de combustible nouvellement chargées. Un niveleur réglable 10 sert à régler la profondeur ou épaisseur du lit de briquettes combustibles. Un niveleur approprié 11 réglable
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à une hauteur prédéterminée quelconque, est également prévu pour étaler une couche convenable de briquettes faites de combustible et de minerai sur la couche en igni- tion de briquettes de combustible. La chambre de travail principale, ou laboratoire 14 du four est située au-delà du niveleur 11.
Un ou plusieurs orifices d'évacuation 15 sont prévus dans la voûte du four, au-dessus de la chambre de réduction 14, pour emmener du four les produits gazeux.
Ces orifices peuvent conduire à tout moyen collecteur approprié ( non représenté).
Des tuyaux de distribution 17 sont reliés à un orifice d'évacuation 16 existant dans la voûte du four, au-dessus de la chambre d'allumage 9. Ces tuyaux de distribution ont un orifice d'évacuation ouvert 18, pour permettre aux gaz de s'en échapper. Cet orifice 18 est situé au-dessous du couloir grillé 4. et à peu près à mi-chemin entre les extrémités de celui-ci. Une cheminée 1± est située, pour l'échappement des gaz de chauffage des briquettes, près du sommet de la chambre de chauffage entourant le couloir 4 et renfermée par les parois en tôle 20 et 21. Un registre 16' est prévu dans l'orifice d'évacuation 16 pour contrôler le volume de gaz passant dans les tuyaux distributeurs 17.
Le couloir grillé .4. est de préférence fait de barreaux d'acier ou de fonte convenablement espacés les uns des autres pour agir à la fagon d'un crible. Un trans- porteur 22 est situé au fond de la chambre de chauffage du couloir grillé pour ramener à la source de matériaux à briquettes toutes fines passant à travers ce couloir.
La presse 1, la trémie , le transporteur à courroie 3 et le couloir grillé 4 sont supportés par un
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bâti approprié 23.
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant:
On introduit d'abord des briquettes de combustible dans la trémie.1, la grille mobile perforée étant en mouvement. Une couche de briquettes de combustible de l'épaisseur voulue est par cela même étalée sur la grille mobile au moyen du niveleur 10. A mesure que ce lit de briquettes de combustible s'allume et brûle dans la chambre 9, il se dégage des gaz de combustion chauds qui sont utilisés pour sécher et chauffer les briquettes de combustible:et de minerai glissant le long du couloir grillé*4.
La charge de combustible et de minerai qui a été convenablement mélangée et autrement traitée convena- blement si c'est nécessaire ou désirable ) avec une ma- tière agglomérante, etc., est amenée par un transporteur à courroie, ou son équivalent, à la trémie d'alimentation ± de la presse de briquettage 1. Les briquettes de combus- tible et de minerai, finies, tombant des poches des cylin- dres de briquettage sur le transporteur à courroie 3 qui transporte les briquettes au couloir grillé 4. Ce couloir est incliné de façon que les briquettes glissent le long de lui, par gravité, dans la trémie de chargement 5 située juste au-delà de la chambre d'allumage de combustible 9 et immédiatement adjacente à celle-ci.
A mesure que les briquettes combustiblerminerai descendent par gravité sur le couloir grillé 4, il est permis à. des quantités contrô- lées de produits de combustion gazeux, chauds, de s'échap- per de la chambre d'allumage 9 par les tuyaux de distribu- tion 17 dans les briquettes et parmi celles-ci.
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Fig. 3 des dessins ci-joints représente une construction modifiée pour la mise en pratique de l'invention.
Dans cette fig. on a représenté une installation semblable à celle représentée à la fig. 1 pour charger les briquettes de combustible directement d'une presse à briquettes à la grille mobile perforée du four mécanique. La trémie à matières à briquettes de combustible 25 est située immédia- tement au-dessus de la presse à briquettes 26. Un trans- porteur à courroies 27, relie la presse à un couloir gril- lé 28 pour le transfert des briquettes de combustible. Ce
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oduleir grille- 38 pour ;Le des 9P1ettes do eemsiilst1sle. Ce couloir grillé 88 est convenablement ren- fermé par un caisson en tôle 29-30. Un transporteur 31 ramène les fines à la source de matière à briquettes de combustible.
Des tuyaux distributeurs 32 sont assujettis aux côtés du four, en un endroit adjacent à la chambre d'allumage 9, afin que des produits de combustion chauds puissent être conduits sous le couloir grillé 28. Un ori- fice d'évacuation ouvert 33, est prévu dans ces tuyaux de distribution pour permettre l'échappement des gaz chauds.
Une cheminée 34,située près de l'extrémité supérieure de la chambre de chauffage du couloir grillé, conduit les gaz de chauffage à l'atmosphère extérieure. L'appareil de bri- quettage du combustible, le transporteur à courroie, et le couloir grillé sont convenablement supportés sur un bâti 35.
Le nombre de briquettes sortant de la presse et la vitesse à laquelle les briquettes passent de la presse au four peuvent être exactement contrôlés pour satisfaire aux exigences du ou des fours auxquels les briquettes sont fournies. De même, l'intervalle de temps durant lequel les briquettes sont exposées à la chaleur, la température et
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le volume de gaz de chauffage utilisés et la température à laquelle les briquettes sont finalement amenées, dans la phase de séchage ou de chauffage, peuvent être exacte- ment contrôlés. Une distribution uniforme des gaz de chauffage et un séchage, ou chauffage, uniforme des bri- quettes sont aimai effectués.
Bien que, dans la façon de procéder décrite ci-dessus, les auteurs de l'invention fassent circuler des produits de combustion gazeux, chauds, dérivés du four métallurgique en contact réel avec les briquettes, il va sans dire que ce n'est pas la seule façon de sécher et de chauffer les briquettes. On peut utiliser, dans ce but, une source quelconque convenable de chaleur. Si on le désire, les gaz de chauffage peuvent être maintenus hors de contact avec les briquettes, en faisant passer les gaz chauds autour de l'extérieur d'une chambre, analogue à une cornue, contenant les briquettes dahs le passage de celles-ci de la presse au four.
L'essence de l'invention réside en la four- niture de briquettes au four avec un minimum de manuten- tion intermédiaire. Par suite, la source de chaleur dont on fait usage pour effectuer le degré voulu de séchage ou de chauffage importe peu. Les auteurs de l'invention ont trouvé plus économique de faire usage de produits de combustion gazeux, chauds, provenant du four, que l'on fait passer directement en contact avec les briquettes en mouvement.
Suivant l'invention, les briquettes passent progressivement de la,presse'de briquettage ou autre appareil convenable à faire des briquettes au four mé- tallurgique sans chutes autres que celle qu'elles font en tombant des poches de la presse. La manutention des bri- quettes est par cela même réduite au minimum. Ceci non
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seulement a pour résultat une réduction très importante dans le bris, l'émiettement et la désagrégation des bri- quettes, en comparaison de ce qui se passait dans la pra- tique antérieure, mais permet de faire une réduction très importante dans la quantité de liant dont on fait-usage.
A vrai dire, les auteurs de l'invention ont trouvé que, dans certains cas, la pratique de l'invention permet de supprimer complètement le liant constitué par la liqueur résiduelle de la fabrication du papier par le procédé au bisulfite alors que, dans la pratique suivie antérieurement, il en fallait environ 3 % du poids sec de matière à briquettes.
Il va, bien entendu, sans dire que de nom- breuses dispositions d'appareil peuvent être utilisées pour mettre l'invention en pratique. Les auteurs de l'in- vention préfèrent, autant que faire se peut, effectuer le passage progressif des briquettes de la presse au four par gravité. On pourrait cependant faire tout aussi bien usage de transporteurs à courroie ou d'autres dispositifs transporteurs appropriés. Le séchage, ou chauffage, des briquettes peut être effectué, en totalité ou en partie, pendant leur transport sur un transporteur à courroie, au lieu de l'être pendant qu'elles descendent le couloir grillé, comme cela est représenté sur les dessins ci-joints.
De plus, on peut faire usage d'un poste de briquetage central, ou commun, pour fournir des briquettes,à plusieurs fours métallurgiques, les briquettes étant progressivement transportées du poste en question aux fours sans chutes autre aque celle qu'elles font en tombant des poches de la presse et étant séchées ou chauffées pendant leur passage aux fours.