BE359861A - - Google Patents

Description

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  Procédé pour l'extraction directe d'un métal, en particulier du fer, de ses minerais et installation de four pour la réalisation du procédé. 



   L'extraction directe du fer de ses minerais s'obtient par de nombreux procédés connus, Le premier groupe comprend      les procédés comportant l'emploi de fours à cuve ou à tube tournant. Ceux-ci fonctionnent bien, le plus souvent d'une manière continue, mais les matières brutes réagissant les unes sur les autres, particulièrement le produit final re- cherché et le laitier résiduaire se meuvent toutes, pendant les réactions, ensemble et dans le même sens, 
Un deuxième groupe comprend les procédés au bas- foyer qui, le plus souvent, ne fonctionnent pas d'une manière continue, mais par intermittences, c'est-a-dire par fusions   coopérations   séparées depuis l'état initial jusqu'au pro- duit final.

   Ici se placent aussi les extractions partielle- 

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 ment directes du fer qui se produisent dans les opérations d'affinage.   c'est-a-dire   que la faculté de réduction limi- tée de la fonte brute est utilisée pour   ag:ir   sur des minerais. 



  Mais, dans ces opérations connues au bas-foyer ou d'affinage. au vent, on ne travaille pas avec une réaction strictement continue, et les matières destinées à réagir les unes sur les autres ne font, non plus, que séjourner cote à cote, sans mouvement continu en sens opposés. Il n'est rien changé à cette caractéristique principale lorsque le laitier ou le bain est, pour certaines charges, percé   partiellement.   



   La caractéristique de tous les procédés entrant en ligne de compte pour une compc.raison avec le nouveau procé- dé   diaprés   l'invention est le défaut de contre-courant ou de oontinuité ou des deux. Dans ces procédés connus, toutes les matières brutes sont chargées ensemble. Elles trouvent toutes les réactions et phases de travail ensemble et dans le même   'sens:   Dans les procédés au bas-foyer, on charge avant les fusions et on perce après l'opération.

   Toutes les opé- rations ont lieu par intermittences (par charges successi- ves) Les minerais, le bain de métal et le laitier se sé- parent en couches par suite de la différence de poids spé-   cifique.   Le contact réciproque de ces matières a lieu le long de surfaces, de constitution homogène, Le processus de réaction a donc lieu aussi d'une manière unifmrme le long de la surface de contact entière et produit, chez tous les éléments; une neutralisation de même sens, De ce fait, les réactions se ralentissent, parce qu'on n'agit plus avec la chuta de réaction initiale. Le manque de mouvement continue diminue le contact intime nécessaire.

   De plus, il se forme, entre les éléments réagissant les uns sur les autres (aussi longtemps qu'ont lieu les réactions) une couche de produits neutralisés (ayant cessé de réagir), qui, à défaut d'un mou- vement réglé, ne sont pas évacués et forment une couche iso- lante: Même dans le mouvement, de bouillonnement, il se pro- 

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 duit une dilution indésirable. ' 
On essaie de compenser partiellement ces inconvé- nients des bains au repos, et des procédés à mouvement en sens unique, au moyen   d'excédents   de matières brutes occa- sionnant des pertes et par un plus fort réchauffage au moyen de supertempératures supérieures.

   On produit,, bien ainsi des remous de bouillonnement et, par suite, on améliore par- tiellement le contact, mais la dilution des produits neutra- lisés des réactions ne peut être empêchée parce qu'il ne s.e produit pas une évacuation et un éloignement réglés de ces produits hors des zones de réaction      
Mais on sait, en outre, que le garnissage des fours est très sensible aux supertempératures et, de même, le chan- gement de température que comportent les procédés intermit- tents entraîne une usure plus grande des parois du four.

   Les inconvénients énumérés jusqu'ici des procédés connus   à   cou- rants de même sens ou des procédés intermittents sont   suppri-   més, d'après l'invention, par un procédé continu dans lequel on applique en même temps le principe du contre-courant pour le mouvement des matières réagissant les unes sur les autres'. 



   Les éléments de réaction s'écoulent en couches minces et en- trent, grâce au mouvement de contre-courant, en contact di- rect variant constamment. Du laitier isolant ou diluant neutralisé est, en celà, évacué dans le sens de la,descente de manière à ne plus pouvoir exercer une'action nuisible. 



   Les matières brutes peuvent être amenées (chargées) sous une forme liquide ou solide. Dns ce dernier cas, on introduit d'avance, pour produire le.mouvement convenable; un bain ayant la constitution du produit qu'on veut obtenir; sur lequel s'opèrent pour une   température'convenable,   les, réactions initiales désirées: 

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 .Un exemple de réalisation sera décrit en référant   au*dessin.   Dans celui-ci, la   fig.I   est une coupe longitudi-. nale d'une installation de four pour la réalisation du procé- dé, la fig. 2 est une coupe horizontale correspondantes et la   fig.3   est une coupe transversale. 



   La forme fondamentale au foyer est, pour cet exemple,   allongée,*   il forme une chambre de foyer fermée avec foyer h et voûte g. Le minerai est, avec des agents de réduction, par exemple,' du charbon et les additions qui ne peuvent être introduites plus tard, chargé en a '(ceci peut avoir lieu par le haut ou   latéralement.)   
Le refouleur de scories m ou un abaissement de la voûte force le déplacement à la surface du bain à se produire dans la direction de b, 
Dans la direction opposée z se meat le bain de métal, introduit en b, lequel bain s'écoule en 1 (coulée du fer) Pendant le mouvement de contre-courant dans le foyer, le mi- nerai nageant sur le bain de métal est réduit par l'agent de réduction ajouté. Le métal formé peut immédiatement dégout- ter hors des minces couches.

   Le minerai se transforme peu à peu,:dans le sens de son mouvement, en une scorie de plus en plus pauvre en métal. Pour renforcer sa faculté de réaction on peut ajouter de nouveau, en chemin, des agents de réduc- tion. Enfin, après le percement du laitier, celui-ci peut être conduit au-dessus d'agents' de réduction concentrés, par exemple, au-dessus de charbon chauffé par soufflage ou contre un gaz réducteur. La chaleur nécessaire est amenée de la voûte ou des parois du four par un nombre convenable de brûleurs al, c2, c3. Il est possible, par l'emploi de plu- sieurs brûleurs pour l'amenée de combustible, d'adapter la température et la constitution chimique à la réaction se produisant précisément à cet endroit.

   Ainsi, par exemple, on peut donner au brûleur el se trouvant près de a un plus grand excédent de carbone ou d'oxyde de carbone.lorsqu'on 

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 charge des minerais tels que des spaths bruts; Il se forme alors du 00 par le grillage de Fe 003, sans qu'il faille emprunter l'oxygène à l'air comburant et on peut ainsi tra- vailler avec une moindre quantité d'azote d'accompagnement. 



  Les réactions 2 00 = CO +C sont réversibles. La première 
2 réaction mentionnée est fortement exothermique et est très importante du fait qu'elle permet 'la réduction de   Fe     0   à travers la phase d'amenée de gaz. 



   Par suite de l'action, oxydante du minerai en a, le bain de fer   s'écoulant   vers le bas en une couche mince, est énergiquement affiné et peut être terminé après la coulée du fer en 1. Pour cela, par exemple, l'espace du foyer entre m et 1 peut être convenablement établi. Pour obtenir une meilleure séparation des réactions, une partie du minerai peut, en cela, être chargée aussi sans agents de réduction plus près de m (donc dans le sens dé   l'écoulement   du fer) tandis que les agents de réduction sont chargés à l'endroit opposé, donc plus près de la zone de réduction.. 



   Par une telle subdivision.des réductions, on   petit   aussi modifier le produit final, On peut; par une action fortement   affinante,,   produire un acier coulé   doux,maïs   on peut aussi   briquer   des qualités plus'dures par carburation jusqu'à obtenir de la fônte brute, en particulier des   espè   ces de fonte brute pour le   s.oufflage   desquelles il faut, dans le haut-fourneau, des températures élevées et une grande dé- pense de combustible du fait que le procédé au haut-fourneau connu ne permet pas de   mouvement de-contre-courant   de-la ma- tière chargée. 



   Du bain de fer percé en   1   une partie peut, par exem- ple, être introduite de nouveau   en b   ou dans le foyer, avec. ou sans carburation,afin d'augmenter la vitesse de traversée et d'accélérer les réactions dans les éléments de réaction 

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 se déplaçant sur ce bain. On peut également, en cas d'em- ploi de plusieurs foyers disposés les uns à côté ou à la suite des autres, remployer, après le changement de foyer, les produits fer et laitier percés dans les phases finales ou intermédiaires, afin d'utiliser d'une part des substances chimiques encore actives et, d'autre part, les chaleurs per- dues et intervenir ainsi à des endroits déterminés pour la modification des processus de réaction. 



   Pour amener en contact plus intime, dans un but d'échange, le métal arrivant   de b   et le laitier s'écoulant vers   b,   on peut employer un foyer se rétrécissant vers la   collée   du laitier. 



   Comme les réactions sont essentiellement basées sur un   contact,     intime,   on peut aussi réaliser un mouvement accéléré et une plus grande vitesse de traversée par une mo- dification de la position du foyer, par exemple par une in- clinaison de l'axe longitudinal   du   foyer. Il sera avanta- geux, pour prévenir de trop grands excédents de poids, de donner au chemin à rouleaux désigné par w dans le croquis, une forme telle que la ligne de gravité traverse la ligne de contact sur la plaque de sole v.

Claims (1)

1. RESUME.

   (I ) Procédé pour l'extraction directe d'un métal, en parti- culier du fer, de ses minerais, caractérisé en:ce que des minerais sont réduits d'une manière continue sur un bain mobile sous l'action d'agents de réduction et on ce que les éléments du bain s'écoulent, pendant ls réactions en sens opposés. <Desc/Clms Page number 7>

   2 ) Procédé continu, pour l'extraction directe d'un métal de ses minerais, d'après I , caractérisé en ce que ce courant s'effectue en couches minces des substances réagissant les unes sur les autres.

   3 ) Procédé d'après 1 & 2 caractérise en ce que le minerai est chargé aussi, totalement ou en partie sans agents de réduction à proximité de la coulée du métal, tandis que le chargement des agents de réaction se fait 'à un endroit plus éloigné, plus près de la zone de-réduction.

   4 ) Procédé d'après 1 & 2 caractérise en ce qu'une partie du bain de fer coulé est de nouveau ajoutée au bain se trou- vant dans le foyer,avec ou sans carburation, afin d'auge menter la vitesse de,traversée et d'accélérer les réactions 5 ) Procédé d'après 1,2 & 4 caractérisé en ce que; en cas d'emploi de foyers subdivisés ou de plusieurs foyers, les uns à côté ou à la suite des autres, les produits métal et- laitier coulés dans les phases finales ou intermédiaires sont remployés après le changement de foyer'. afin d'utiliser' d'une part des substances chimiques encore actives et,, d'au- tre part, des chaleurs perdues et influencer ainsi le pro- cessus de réaotion à des endroits déterminés.

   6 ) Installation de four pour l'extraction directe.d'un mé- tal de ses minerais, d'après les revendications précédentes, caractérisée en ce que le four de forme fondamentale allon- gée présente, à une extrémité, l'orifice de coulée du métal derrière lequel se trouve un refouleur de laitier ou un abaissement de la voûte et ensuite des orifices de chargement latéraux ou supérieurs pour le minerai et les agents de ré- autre duction et, à son¯extrémité, l'orifice pour la coulée du laitier et l'amenée du bain de métal.. <Desc/Clms Page number 8>

   7 ) Installation de four, d'après 6 , caractérisée en ce que l'espace intérieur du four est partagé par des colonnes de gaz sortant de plusieurs brûleurs d'amenée, de manière que diverses phases ue travail puissent 3tre réalisées.

   8 ) Installation de four, d'après 6 , caractérisée en ce que le foyer permet un changement de position pour l'obten- tion d'un contact plus intime des substances soumises à l'o- pération, par exemple par une inclinaison de son axe longitu- dinal.

   9 ) Installation de four, d'après 8 caractérisée en ce que le chemin à rouleaux qui permet l'inclinaison possède une forme telle que la ligne de gravité passe toujours par le point de contact sur la plaque de sole.