BE366468A - - Google Patents

Info

Publication number
BE366468A
BE366468A BE366468DA BE366468A BE 366468 A BE366468 A BE 366468A BE 366468D A BE366468D A BE 366468DA BE 366468 A BE366468 A BE 366468A
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
reduction
retort
metal
ore
gases
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Publication of BE366468A publication Critical patent/BE366468A/fr

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/08Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in rotary 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
    • Y02P10/10Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/134Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen

Landscapes

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

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  "Procédé de réduction des minerais" 
La présente invention concerne les procédés de ré- duction des minerais métalliques à basse température dans des conditions de pression réduite et la transformation    du fer ainsi réduit en fer ou acier à billettes de toute   caractéristique désirée, selon un cycle complet d'opéra- tions . 



   L'invention porte sur un procédé perfectionné de ré- duction à basse température selon lequel la réduction du minerai est effectuée par du carbone fixé sous des con- ditions de pression réduite de l'atmosphère régnant dans   @   

 <Desc/Clms Page number 2> 

 ,la chambre ou cornue fermée de réduction ; dans lequel : les produits gazeux et volatils sont rapidement enlevés de      la chambre de réduction;en assurant ainsi une réduction rapide du minerai et l'obtention   d'un   métal sensiblement pur ;

   la réduction directe et finale perfectionnée à bas- se température d'un minerai est effectuée dans une cornue pour obtenir un métal sensiblement pur et les gaz produits de toute manière dans la cornue sont rapidement évacués à une température correspondant au résultat désiré en ce qui concerne l'action du procédé et le produit devant être obtenu par lui ; les constituants volatils et les gaz pro- duits sont rapidement évacués en une phase unique ou en plusieurs phases ; le minerai est soumis à une températu- re augmentant constamment pendant l'opération de réduc- tion et les gaz sont rapidement évacués de l'endroit de la réduction ; la rapidité   d'une   réaction chimique est une fonction du rapport de la pression à la température ; le procédé produit un gaz combustible d'une valeur chauffan- te maxima ;

   dans ce procédé complet en soi un minerai est ' réduit au moyen de carbone fixé de combustibles ou de ma- tières carbonées et on obtient des gaz ayant une valeur combustible élevée, puis ces gaz sont utilisés pour pro- duire la force nécessaire à la commande des divers appa- reils utilisés dans l'application du procédé . 



   Ce procédé perfectionné sert à la purification d'un métal dans le but d'y obtenir une structure uniforme et il comprend, si on   le,désire,   plusieurs caractéristiques, qui peuvent être utilisées séparément ou collectivement parmi lesquelles on peut citer l'amenée et.la fusion.si- multanées du métal et sa -transformation en fer sensible- 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 ment pur, puis ensuite en un acier ou en différents types ou qualités d'acier, l'utilisation d'un fondant dans la fusion d'un fer spongieux relativement pur pour faire un fer sensiblement   pur .   



   D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'in- vention rassortiront de la description qui   suit .   



   On décrira ci-après un procédé qui constitue un mode de réalisation possible de l'invention, mais la portée de celle-ci n'est pas limitée à cet exemple de réalisation . 



  Il apparaît, en effet, facilement que le procédé est sus- ceptible de recevoir diverses modifications et   d'être   mis en oeuvre dans toute une variété d'appareils ; la nou- veauté et l'utilisé qui sont à la base de l'invention ré- sident dans les opérations ou caractéristiques individuel- les du procédé, qui peuvent être appliquées ensemble, en partie, et diverses combinaisons relatives, suivant le travail qui doit être fait ou les résultats recherchés . 



   Le dessin annexé représente schématiquement lesopé- rations du procédé et les appareils convenables qui peu- vent être utilisés . 



   L'invention permet la réduction du minerai de pré- férence de fer par le carbone fixé de la houille ou'autre matière carbonée, accompagnée par un enlèvement rapide et forcé des contenus gazeux de la chambre de réduction , Par ce procédé, on réalise   uns   réduction directe et dé- finitive et l'obtention du métal à l'état sensiblement pur, la gangue pouvant être retirée par séparation   mécanique .   



  Comme le carbone fixé est utilisé pour la réduction du ruinerai et que les gaz volatils sont enlevés, ces derniers sont disponibles en grandes quantités comme gaz combusti-   ,lA   

 <Desc/Clms Page number 4> 

 ble . Ceci est également vrai pour certains produits ga- zeux de réaction comme, par exemple, l'oxyde de carbone qui a une valeur combustible .élevée . En outre, des réac- tions secondaires de gaz dans la   chambpe   de réduction ne      font pas obstacle, en raison de leur enlèvement rapide, à la réduction duminerai et ne diminuent pas la valeur   calorifique   du combustible . 



   La température de l'opération de réduction est rela- tivement basse, car elle est pour tous les charbons infé- rieure à   9500   C., suivant les pressions dans la chambre de réduction   Cependant   on peut utiliser d'autres matiè- res carbonées ou combustibles . Pour des métaux autres que le fer,la   temps raturé     maxima   indiquée   ci-dessus   peut d'ailleurs varier suivant la nature du minerai à réduire . 



   D'une façon générale, les températures maxima utilisées , dans la procédé sont   au..dessous   des points de fusion des substances reçues dans la chambre de réduction, de sorte que des carbures ou autres composés métalliques ne sont ainsi pas formés . Il en résulte que les réactions sont   grandement simplifiées et que l'emploi d e fondants est '    rendu complètement inutile . Les températures mentionnées   ci-dessus   représentent celles qui règnent à la sortie de la chambre de réduction . Une échelle de températures con- venable peut être maintenue, si on le désire, en diminuant vers l'entrée de la chambre de réduction . 



   L'atmosphère de la chambre de réduction est rapide-      ment et constamment aspirée par tout dispositif convena- ble . La réduction peut être réalisée en une seule phase ou en plusieurs phases,   c'est-à-dire   que la cornue peut      constituer un compartiment unique ou plusieurs comparti- 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 ments, cette dernière disposition étant particulièrement avantageuse lorsqu'une descente ou montée de température est utilisée .

   Les gaz peuvent être évacuée en un courant unique ou en plusieurs courants séparés, en réduisant au minimum, dans le dernier cas, la réaction entre les dif- férents gaz L'enlèvement des gaz en plusieurs courants peut être réalisé en des points espacés d'une cornue à phase unique comportant un échelonnement de température, mais la cornue à phase multiples se prête tout particu- lièrement à cet usage A l'extrémité ou phase d'entrée de la chambre de réduction, des gaz volatils sont libérés qui constituent ce qui est de la nature d'un gaz de char- bon . Ensuite, avec une augmentation de température, des gaz d'éclairage et autres gaz hydrocarbures, oxyde de carbone et hydrogène sont formés et évacués en des points ou phases subséquentes .

   Les volumes des gaz augmentent aveo la montée de température, en allant de l'entrée à la sortie de la chambre de réduction ,   Etant   donne que les gaz qui sont retirés aux températures plus élevées, aux parties ou phases d'extrémités de la cornue, sont de l'hy- drogène et de l'oxyde de carbone, qui ont une action pu- rement réductrice sur les métaux, il n'y a sensiblement rien dans ces parties de la cornue qui contamine le métal. 



  La réduction du minerai est donc simplifiée et accélérée par ce procédé et la valeur combustible des gaz est con- servée . 



   Par l'évacuation rapide des contenus gazeux de la chambre de réduction, la pression ambiante est diminuée par rapport à la pression qui régnerait si l'aspiration forcée n'était pas utilisée .De façon correspondante, la 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 tension ou pression vers l'extérieur de l'oxygène-ou au- tres gaz émanant du minerai devient plus élevée que celle de   l'atmosphère   ambiante indiquée   0 Sous 'ces   conditions de pression ambiante'diminuée et d'application continue de chaleur, la carbone fixé du combustible prend une quali- té ou état qui le rend particulièrement propre à se com- biner rapidement avec l'oxygène ou d'autres gaz du minerai. 



   Ceci sert pour augmenter la rapidité de la réduction du minerai, en particulier en raison du fait que l'affinité du carbone pour l'oxygène est plus grande que celle des métaux pour   l'oxygène .   En raison de   lévaouation   rapide des oxydes de carbone, une action inverse ne peut pas se produire spécialement parce que le carbone fixé est gran- dement en   excès   
Dans la pratique ordinaire des hauts-fourneaux ou cornues, la pression des gaz est toujours quelque peu su- périeure à la pression atmosphérique .

   Selon laprésente invention, la pression diminuée résultant de l'aspiration des gaz peut en conséquence être inférieure ou supérieure à la pression atmosphérique , Etant donné que cette pres- sion peut varier considérallement, il est préférable de ne pas spé oifier ici une pression particulière quelconque mais plutôt détendre la description qui précède pour indiquer plus complètement les facteurs de réglage et le rapport des températures relativement à ces facteurs , 
Etant donné que les espaces interstitiels entre les particules de matière se trouvant dans la chambre de ré- duction constituent pratiquement un volume constant, la pression moyenne des gaz suit sensiblement la loi des      gaz . Par conséquent, la-pression est, dans des limites 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 pratiques, proportionnelle à la température .

   L'invention vise l'abaissement de cette pression au point où la réac- tion a lieu avec la rapidité et l'économie désirée , La réduction de   pressioh   est facilement exécutée parce qu'il y a dans la chambre de réduction un espace libre qui est disponible pour recevoir les gaz et qui, en volume, repré- sente plusieurs fois le volume des espaces interstitiels ; de plus,   1 espace   librq est continuellement vidé par as-   piration .   Ces facteurs peuvent être convenablement coor- pré donnés pour maintenir une pression déterminée dans l'es- pace ambiant . 



   Les matières qui sont traitées dans la chambre de réduction sont constituées par des morceaux qui de recou- vrent l'un l'autre dans une grande mesure . Ainsi, la pression ambiante devient plutôt élevée et ralentit la libération des gaz volatils et la sublimation du carbone fixé , Si on désire combattre cet état de choses, la pres- sion dans le haut-fourneau peut être abaissée dans la me- sure désirée , A cet égard, on notera que ces matières peuvent être constamment remuées ou disposées d'une autre façon pour faciliter l'échappement des gaz produits et de façon que la surface maxima du carbone fixé ou charbon puisse être exposée par unité de temps .

   En raison de la différence considérable de pression entre les espaces interstitiels et l'espace libre de la chambre de réduc- tion, les gaz s'échappant des espaces interstitiels ont une grande vitesse . 



   La théorie fondamentale qui   se ,t   de base à cette in- vention est que la vitesse d'une réaction chimique est une fonction du rapport de la pression à la température , Par 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 le procédé perfectionné de l'invention, cette fonction commande complètement la réaction, de sorte que les vi- tesses de réaction sont tenues dans des limites pratiques, accélérées ou ralenties uniformément suivant le cas qui se présente . Une réaction dont la vitesse est une fonce- tion continue du rapport de la pression à la température produit des résultats uniformes, sans formation de subs- tances résiduelles .

   La perfection de la réaction est as- surée dans le procédé perfectionné de l'invention par l'enlèvement continu des gaz demême que par le rapport pression-température   .'Bien   que d'un point de vue théo- rique, les accroissements de la vitesse de changement de température et de pression doivent être infinitésimaux, dans la pratique réelle on peut se   rapprocher   de cette théorie en des phases comme indiqué   ci-après 1   
A Pitre d'exemple  spécifique   de l'objet exposé dans le paragraphe précédent, on peut indiquer que dans le      procédé de réduction de minerais, par exemple, dans la   ré-   duction d'oxyde ferrique   (Fe203)   au moyen de carbone amor- phe fixé au charbon, on a deux phases, à savoir du fer so- lide (Fe)

   et de l'oxyde de carbone gazeux (CO)qui coexis- tent toujours, tandis que le carbone (C) et l'oxygène (0) qui forment le CO, se combinent sous des conditions d'é-   guilibre ,   Pour mieux expliquer la théorie fondamentale dans le cas de   réduction   du fer, on pose l'équation chi- mique de la réduction qui   est :   
 EMI8.1 
 'Cette équation doit être considérée comme l'effet de deux équilibres simultanés, à savoir 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 
2Fe2O3 4 Fe +302 (Dissociation d'oxyde ferrique) 
O2 + 2C      200 (Formation d'oxyde de carbone) De ceseux équilibres simultanés, le premier tend à li- bérer le fer contenu en combinaison avec l'oxygène dans l'oxyde ferrique, tandis que le second tend à éliminer l'oxygène comme tel du système en le convertissant en oxyde de carbone .

   La réaction est complétée, conformément au principe bien établi de la chimie physique, par l'éli- mination de la phase gazeuse CO du système, par l'aspira- tion des gaz de la chambre de la cornue aussi rapidement qu'ils sont produits Afin d'éviter davantage la possi- bilité de réaction réversible, un exoès de carbone est fourni et existe toujours en se conformant ainsi au princi- pe bien connu de l'équilibre mobile et de la loi de   l'ac-   tion de masse . Dans toutes les réactions, telle que la réduction du fer indiquée ci-dessus, où du gaz est produit et où la tendance naturelle serait par conséquent dirigée vers une augmentation de la pression gazeuse, toute   réduc-   tion de la pression favorise la réaction .

   Par ailleurs, il y a pour chaquepression une température définie corres-   pondnte   et vice versa . Ceci a pour résultat cette théorie que dans tout système visé par l'invention où, pendant le cours d'une réaction, les températures des pressions doivent être établies pour varier, afin d'atteindre la perfection des équilibres englobés,'le cours de la réaction est une fonction des rapports de la pression à la température . 



  Pour la réduction de minerais de fer, la température est augmentée et la pression diminuée, le rapport de ces fac- teurs étant constant dans des limites pratiques, comme 

 <Desc/Clms Page number 10> 

 dans une progression arithmétique . 



   A noter ici que pour certaines réactions des change- ments de température et de pression peuvent être tels que ladifférence entre les rapports soit sensiblement égale à zéro . 



   Dans le traitement de matières finement divisées de toute sortes comme, par exemple, dans la réduction d'un minerai par un combustible solide, il y a un volume in- terstitiel connu v1 et un volume libre connu V2 dans la cornue, le rapport des volumes V2 - m représentant un 
V1 nombre plus grand que 1   Maintenant,   en   considérait   à tout instant quelconque la pression et la température, et 
P1 étant la pression dans les interstices et P la pres-    PlVl - P2V2 sion dans la chambre de chauffage, on a T = T     ' Comme   V2 = mV1, on a Pl = mP2 ou P2 = P1 qui peut être      même moins qu'une atmosphère , Dans tous !les cas, la va-      leur de p2 est moindre que s'il ne se produisait pas   d'é   chappement, car alors P2 serait égale à P1.

   c'est-à-dire que la pression dans l'espace libre de la cornue serait   égale à la pression dans les interstices . Comme est connu, P2 peut être maintenue constante, pour chaque conP con-   dition de températuredans la cornue , Un dispositif électro. thermique mécanique permet de maintenir automatiquement le rapport pression-température. De façon analogue, comme le rapport des volumes V1 et V2 est connu on peut être prédéterminé pour tout rapport depression requis, la tem- pérature devant correspondre aux conditions initiales re- , guises peut être facilement obtenue .

   Aussi pour des con- ditions données quelconques, et parce que le rapport des volumes V1 et V2 est sensiblement constant dans toute la 

 <Desc/Clms Page number 11> 

 cornue, est-il toujours possible de déterminer le rapport de la pression P2 de la chambre de la cornue à la tempéra- ture T de cette chambre..

   Il ressort des considérations qui précèdent que la valeur du rapport P2/T est évidem- ment une fonction de la condition initiale et peut, en conséquence, être prédéterminée ou modifiée, comme l'un des deux termes de ce rapport peut varier au coursde la réaction ,      
La vitesse à laquelle les ingrédients qui sont trai- tés subissent le changement désiré, et plus particulière- ment la vitesse de réaction, comme dans la réduction d'un minerai., est fixée par le rapport pression-température qui prédétermine ainsi le tenps qui est nécessaire pour la réduction complète du   minerai .En   conséquence, le temps pendant lequel les ingrédients doivent rester dans la cornue et de ce fait la vitesse de rotation convenable de la cornue peuvent   tre   déterminés .

   Il résulte du fait qu'on coordonne ainsi la température, la pression et la vitesse de réaction pour assurer l'équilibre convenable 
 EMI11.1 
 20 en divers points de la réaction a suror l'Óquilibrc onze mots rayés. ooncnablc &n divora pela# dre 1-a rÓaoti01 izie exécution continue et une perfection des réactions et de la pureté du métal . A vec l'élimination des réactions secondaires p r le retrait rapide du gaz de la cornue, la réduction du minerai est rendue entièrement uniforme et exempte même des interruptions ou obstacles qui autrement empêcheraient cumulativement la parfaite et complète   réalisationde   la réduction et l'obtention d'un métal pur 
La réduction du mènerai se produit dans une cornue dans la quelle il n'y a sensiblement pas de combustion . 

 <Desc/Clms Page number 12> 

 



   Du charbon ordinaire, tel que celui extrait de la mine, ' peut être utilisé pour fournir le carbone fixé qui est employé pour la réduction du minerai . Un minerai typi- que qui peut être utilisé ici est   l'hématite,   bien qu'on envisage l'application de l'invention à l'obtention d'au- tres métaux que le fer 
On entend indiquer que la caractéristique de base de l'invention se distingue en prtie par la grande quantité de matières qui peuvent être utilisées dans son   applica-   tion .

     Ainsi,   parmi les minerais métalliques et en par- ticulier le minerai de fer, un pe tit nombre de ceux qui peuvent   tre   utilisés dans la mise en pratique de l'inven- tion comprend les oxydes, les carbonates, les hydrates et les sulfures Les minerais de métaux autres que le fer peuvent aussiêtre réduits par le présent procédé , De nou- veau, la nature des combustibles qui peuvent   être   utili- sés peut varier amplement et parmi eux on peut citer      l'anthraoite, les charbons bitumineux et semi-bitumineux,      les lignites, les tourbes, limonites ou autres sortes analogues d'hydrocarbures, le bois, le charbon de bois, le coke, les sohistes bitumineux et analogues,

   et généra- lement toute matière qui contient une quantité importante de carbone fixé compatible avec les conditions de ce pro- cédé , 
Lorsque l'opération de réduction est terminée, un fer sensiblement pur est obtenu et il est fourni à tout four de fusion convenable en vue de l'obtention de fer à      billettes .Si c'est l'acier qui doit être le produit fi- nal, cet acier peut être fabriqué économiquement en ame- nant le métal fondu dans un four fabriquant tout acier 

 <Desc/Clms Page number 13> 

 convenable , Pour fabriquer tout acier spécial ou acier au carbone désiré, divers ingrédients sont ajoutés con- formément aux règles métallurgiques bien connues , En raison de la pureté comparative du métal obtenu par ce procédé, des opérations intermédiaires, comme par exemple la décarbonisation,

   qui sont par exemple coûteuses et cons- tituent pour le mieux des expédients, sont évitées .Par ce procédé, le fer fondu peut être transformé directement en acier et la composition de l'acier peut être contrôlée exactement en raison de la pureté relative   du fer .   La composition de l'acier est également plus uniforme et l'absorption de l'ingrédient modificateur ou allieur peut se produire à un plus grand degré que jusqu'à présent . 



    L'économie   de ces procédés est si grande et l'économie de combustible si importante qu'en ce qui concerne la nature des aciers produits il y a un nouveau facteur inventif en ce sens que les ingrédients modificateurs ou ailleurs de l'acier peuvent être utilisés économiquement à un état relativement pur, en éliminant ainsi la   complexité   dans la fabrication et le traitement de l'acier, conformaient à la pratique actuelle , selon laquelle les ingrédients sont utilisés sous une forme impure afin   d'être   suffisam- ment bon marché , 
Le dessin annexé représente schématiquement un mode de réalisation possible de l'invention, mais celle-ci n'est' pas limitée à cet exemple On comprendra par exemple que bien qu'on ait représenté une cornue ou charibre de réduc- tion à phases multiples,

   on peut utiliser une cornue à phase unique, avec une modification correspondante dans l'installation de pompe qui produit une aspiration dans 

 <Desc/Clms Page number 14> 

 la cornue, conformément au principe décrit dans ce qui précède . 



   Dans le dessin, l et 2 désignent respectivement des distributeurs de combustible et de minerai   d'où   certaines quantités de ces matières passent par les réservoirs 3 et 4 et de là dans les broyeurs 5 et 6 . Ensuite des quanti- tés convenables en   pods,   déterminées sur des balances 7, 8, sont amenées dans un mélangeur 9 . Le combustible et le minerai entrent ainsi'dans la cornue de réduction à pres- sion réduite 10 selon un état de mélange intime,les   ma   tières ayant été pulvérisées relativement fines . Cette cornue peut être à phase unique ou divisée par des cloi- sons transversales en plusieurs compartiments en nombre désiré quelconque, mais de préférence I, II, III et IV. 



  Le compartiment I reçoit les matières du mémangeur 9 et les constituants solides sont à la fin évacués des compar- timents IV . La cornue 10 est chauffée extérieurement par voie électrique ou par plusieurs brûleurs A, B, G, D dis- posés de toute manière convenable, ou à proximité du com- partiment IV . Ces brûleurs peuvent être de tout type uti- lisable et ils consomment de préférence du gaz combusti- ble, qui est soit mélangé au préalable, soit stratifié avec l'air soutenant la combustion, selon la construction du fourneau En partant de ces brûleurs, les produits de la combustion passent extérieurement le long de la cornue en 'allant à l'extrémité d'admission de celle-ci, et ils sont ensuite évacués du fourneau comme indiqué par le pointillé 25 .

   On maintient ainsi une température baissant graduelle- ment en allant vers l'admission de la cornue . 



   Dans le compartiment I, du méthane et d'autres cons- 

 <Desc/Clms Page number 15> 

 tituants de gaz de charbon sont produits Dans le com- partiment suivant, des gaz d'éclairage sont dégagés et dans les derniers compartiments, de l'hydrogène est li- béré et de l'oxyde de carbone est produit . Cependant, cette explication donnée à titre d'exemple n'est pas li- mitative . 



   Tout le résidu solide de la cornue 10 passe dans un réfrigérant 11, comportant un système de circulation   d'eau .   La sortie du réfrigérant est convenablement pour- vue d'une garde pour Éviter l'entrée d'air, tandis que son adnission, qui est en communication avec la cornue, soumet ce réfrigérant à la pression réduite qui est ob- tenue dans la cornue , Un refroidissement suffisant du métal se produit ensuite pour empêcher l'oxydation du fer spongieux lorsqu'il est exposé à l'air et pouréviter d'endommager les machines   0 En   partant du réfrigérant 11, on peut faire passer le résidu solide par un pulvérisateur 12, et de là dans un séparateur 13, qui sépare magnétique- ment le mental des autres matières solides,

   le métal en- triant dans le réservoir à métal 14 et les autres matières étant évacuées comme résidus . 



   16 désigne une chaudière à chaleur perdue ou échan- geur thermique, en une ou plusieurs sections I, II, III,   IV   communiquant séparément avec les compartiments dési- gnés de façon analogue à la cornue 10 . Une ou plusieurs pompes d'aspiration 17, communiquant avec les sections de la chaudière à chaleur perdue 16, peuvent être   entraî-   nées par des moteurs utilisant la vapeur produite dans cette chaudière , Lorsque chaque compartiment de la cornue 10 a sa pompe individuelle, on peut faire varier l'aspira- 

 <Desc/Clms Page number 16> 

 'tion dans les divers compartiments selon les quantités de gaz qui y sont produites et selon d'autres conditions de fonctionnement, puis faire diminuer constamment les pres- sions dans les compartiments en allant,vers l'extrémité de sortie de la cornue,

   si cela est désirable .Des pom- pes d'aspiration, les gaz de cornue passent dans un la- veur 19, puis dans un condenseur 20,un collecteur de sous-produits 21, un dondenseur final 22 et enfin dans un gazomètre à gaz combustible 23 . 24 lésigne une chambre de réglage et de distribution de laquelle part une cana- lisation de gaz combustible 26 servant à chauffer la cor- nue 10 . Plusieurs pompes de compression 18 sont prévues et sont   entraînées   par tout appareil convenable qui peut utiliser du gaz combustible distribué par un conduit 27 partant de la chambre de réglage 24 . L'une de ces pom- pes 18 distribue le gaz combustible aux brûleurs A, B, 
G, D de la cornue 10 par le tuyau 26, tandis que la se- conde pompe fournit ltair assurant la combustion dans les brûleurs par le tuyau 28 .

   La première pompe fournit de l'eau froide au réfrigérant 11 par un tuyau 29, l'eau qui quitte ce réfrigérant entrant dans la chaudière à chaleur perdue 16 par un tuyau   30 ,   
Tous les appareils utilisés dans l'application de ce procédé peuvent être alimentés par du gaz combustible produit dans le système , Naturellement, la contenance thermique du gaz combustible peut être transformée en va- peur ou énergie électrique pour permettre une, distribu- tion pratique .En tout cas, les broyeurs 5, 6, le mélan- geur, 9, le pulvérisateur 12, le séparateur 13 et les ap- pareils analogues peuvént être entraînés par la force 

 <Desc/Clms Page number 17> 

 ainsi produite au centre , De l'énergie électrique ou du combustible peut aussi être fourni aux fours de fusion et de fabrication d'acier 34 et 35 décrits ci-après ,

   
Pour régler automatiquement les températures et les pressions dans la cornue, on utilise un système de ré- glage central . Celui-ci comprend des   thermo-coups   con- venables correspondant aux compartiments de la cornue , 
Ces thermo-couples peuvent commander des bobines d'in- duction et de là les commandes pour les brûleurs qui chauf- fent la cornue . D'autres communications appropriées font que les conditions de pression réduite dans lesdits com- partiments sont définitivement réglées par les   therrno-   couples , Le rapport pression-température désiré est ain- si   maintenu .   



   On voit que le système décrit ci-dessus est complet en lui-même, puisqu'il produit tout le gaz combustible      et la force nécessaire pour le commander . L'excèsde gaz combustible peut   tre   fourni de la chambre de distribu- tion 24 à la ligne motrice principale . 



   Les fours de fusion et de fabrication d'acier 34 et 35 peuvent être utilisés pour fabriquer le métal en tout acier, alliage ou autre métal désiré et peuvent aus- si affiner la structure cristalline du métal , Le métal est tout d'abord fondu dans un four de fusion 34, et le fer à billettes   peut   être obtenu en ce point Pour la fabrication d'acier, le métal peut être débité à l'é- tat fondu à un ou plusieurs fours 35 de fabrication d'a- cier . On peut utiliser plusieurs de ces fours ;dans chacun d'eux une sorte différente d'alliage ou d'acier est fabriquée simultanément .

   Il y a ainsi un mouvement 

 <Desc/Clms Page number 18> 

 pratiquement oontinu du métal du réservoir 14 dans le four de fusion 34 d'où le métal fondu peut être amené   si    multanément dans plusieurs foursde fabrication d'acier 35, avec une fabrication simultanée dans ces derniers de différents types ou qualités   d'acier   
Pour faciliter l'enlèvement   d'impuretés   dans le four      de fusion, on peut utiliser un bain d'hydrate de sodium   e   d'oxyde de   calcium .   Le métal   résultant   est sensible- ment pur . 



   A titre de récapitulation, on indiquera qu'un métal approximativement pur est obtenu suivant le procédé de réduction et de séparation mécanique décrit   ci-dessus   en raison de l'aspiration des gaz dans la cornue .Ce mé- tal est immédiatement distribué pour être utilisé dans les fours de fusion et de fabrication d'acier et trans- formé en un alliage ou acier de qualité supérieure, ou autre métal de structure cristalline sensiblement égale. 



   L'opération de réduction décrite ici est une   opé- ,   ration semi-directe . La réduction du minerai est   effec-   tuée par le carbone lui-même et l'oxyde de carbone formé est disponible comme combustible ,Les réactions sont      fortement réduites à la décomposition de l'oxyde de fer et à la formation   de 00 .   Ce qui est dit ci-dessus est également vrai d'ailleurs du carbonate de   fer .   L'hydro- gène sulfuré et d'autres gaz sont aspirés de façon qu'ils ne puissent par attaquer le métal ni réagir entre   eux .   Ce résultat peut être facilité par l'aspiration par phases. 



  L'aspiration des gaz peut se produire à toute pression inférieure à celle qu'on obtiendrait sans évacuation ra- pide de   gaz ;   cette pression peut même être inférieure 

 <Desc/Clms Page number 19> 

 à la pression atmosphérique et de   préférence   aussi bas- se qu'une construction perfectionnée de four peut le permettre et que le nécessite le fonctionnement . 



     L'aspination   des gaz de cornue sous une températu- re graduelle ou en phases permet à l'oxygène de l'héma- tite (si celle-ci est le minerai utilisé) de venir di-   rectement   en contact avec le carbone( fixé du combusti- ble vers et pendant les dernières opérations de la réduc- tion (pendant lesquelles il se fait la plus rapide pro- duction d'oxyde de carbone et d'hydrogène) , par ce qu'en raison des conditions de pression requises, le car-   }noue   amorphe est à tout moment pratiquement empêché d'absorber ou d'adsorber des gaz de toute sorte .Dans la dernière opération de réduction;

  , qui est celle dans laquelle l'hydrogène est produit, le carbone commence à se combiner avec l'oxygène de   l'hématite   sous des con- ditions qui facilitent la réduction du minerai et la for- mation du gaz   CO .   



   Par ce procédé, on obtient un pourcentage élevé   d'onde   de carbone,tandis que le pourcentage de bi- oxyde de carbone est très faible ou nul

Claims (1)

  1. - Revendications -.
    1. Procédé de réduction dosminerais(par exem- ple de fer) comprenant leur réduction dans une cornue à une température relativement basse par le carbone fixé d'une matière carbonée et simultanément l'enlèvement ra- pide et forcé des gaz produits .
    2. Procédé suivant la revendication 1, caracté- risé par la réduction du minerai dans une ambiance à pression réduite soit inférieure, soit supérieure à la pression atmosphérique, par réaction directe avec le car- ' bone du charbon à une température inférieure aux points de fusion du métal et de la gangue pondant tout le cours de la réduction .
    3. Procédé suivant la revendication 1, caracté- risé par la réduction du minerai alors qu'il est à un état finement divisé et intimement mélangé avec un com- bus tible et par le fait qu'on cause un écoulement rapide à partir des interstices entre le minerai et le combus- tible des gaz se trouvant dans ces interstices, par l'en- lèvement rapide des gaz produits dans la cornue .
    4. Procédé suivant les revendications 1 ou 2, caractérisé par l'élévation de la température pendant l'opération de réduction, la température étant minima à l'entrée de la cornue ou chambre de réduction et maxima à sa sortie* .
    5. Procédé suivant les revendications 2 ou 4, caractérisé par la réduction duminerai par réaction avec du carbone fixé sous des conditions de pressions diminuées, qui sont les minima à la sortie de la chambre et maxima à <Desc/Clms Page number 21> son entrée , 6. Procédé suivant la revendication 3, caracté- risé par ce fait qu'on prédétermine le rapport du volume des interstices d'ingrédients solides et du volume libre de la cornue, qu'on augmente la température et qu'on diminue la pression des'gaz produits par l'opération, la grandeur de modification du rapport de la température et de la pression étant sensiblement constante , 7.
    Procédé suivant la revendication 4, selon le- quel le minerai et la matière carbonée sont chauffés dans une cornue et les gaz produits évacués séparément en des points espacés de cette cornue .
    8. Procédé suivant les revendications 1 ou 2, caractérisé par ce fait qu'on utilise les gaz produits pour fournir l'énergie nécessaire à sa mise en oeuvre .
    9. Procédé suivant les revendications 1 ou 2, caractérisé par ce fait qu'on sépare mécaiquement le mé- tal du résidu et qu'on fond le métal dans un four conve- nable .
    10. Procédé suivant les revendications 8 et 9, caractérisé par la purification desdits gaz pour obtenir un gaz combustible, l'utilisation de ce gaz combustible pour alimenter l'installation motrice, la commande d'un séparateur mécanique par cette installation motrice et la distribution d'énergie à ce four par cette installa- tion motrice .
    11. Procédé suivant la revendication 9, caracté- risé par le traitement du métal fondu avec des ingrédients sensiblement purs pour fabriquer tout acier désiré .
    12. Procédé suivant la revendication 9, caracté <Desc/Clms Page number 22> risé par la fusion du métal en présence d'un fondant propre à la purifier, la distribution du métal en fusion à plusieurs fours de fabrication d'acier et le traite- ment simultané du métal dans ces fours-avec des ingré- dients sensiblement purs pour fabriquer différentes sor- tes d'alliages ou aciers dans les différents fours de fabrication d'acier .
    13. Procédé suivant le. revendication 2, carac- térisé en ce qu'on chauffe le minerai et la matière car- bonée pour chasser les hydrocarbures ou autres gaz et qu'on augniente ensuite la température jusqu'à un point inférieur aux temratures de fusion du métal et de la gangue et qu'on cause une libération d'hydrogène et au- tres gaz et une réduction du minerai hors de contact avec l'air et production subséquente d'oxyde de carbone , 14. Procédé suivant les revendications 8 et 9, caractérisé par le traitement du métal fondu avec des ingrédients purs pour fabriquer des aciers .
    15. Procédé suivant lesrevendications 8 et 9, caractérisé par la fusion du métal en présence d'un fon- dant propre à le purifier, la distribution de métal en fusion à plusieurs fours de fabrication d'acier et le traitement simultané du métal contenu dans ces fours avec des ingrédients sensiblement purs pour fabriquer diffé rentes sortes- d'alliages ou aciers dans les différents , fours de fabrication d'acier .
    16. Procédé suivant les revendications 8 et 9, caractérisé par la distribution du métal en fusion à plu- sieurs fours de fabrication d'acier et le traitement si- <Desc/Clms Page number 23> multané du métal contenu dans ces foums, et avec des in- grédients sensiblement purs pour fabriquer différentes sortes d'alliages ou aciers dans les différents fours de fabrication d'acier .
    17. Procédé suivant les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le minerai et le combustible sont constatent agités dans la cornue et progressent conti- nuellement.
    18. Procédé de réduction à basse température de minerais, en particulier de fer, sous des conditions de pressions diminuées, en substance comme décrit et pour le but indiqué .
BE366468D BE366468A (fr)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BE366468A true BE366468A (fr)

Family

ID=38602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE366468D BE366468A (fr)

Country Status (1)

Country Link
BE (1) BE366468A (fr)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2488903A1 (fr) Procede de production de gaz dans un reacteur a bain de fer
EP1048710A1 (fr) Procédé pour la production d&#39;hydrogène à partir d&#39;un gaz issu d&#39;une unité de traitement de déchets
BE366468A (fr)
FR2505363A1 (fr) Procede d&#39;extraction du magnesium d&#39;une composition gazeuse comprenant des vapeurs de magnesium et du monoxyde de carbone
BE897819A (fr) Procede chimique de preparation de metaux alcalins et alcalino-terreux
FR2792926A1 (fr) Procede pour la production d&#39;un gaz de synthese a debit regule dans une unite de traitement de dechets
BE1028191A9 (fr) Procédé de calcination de chaux ou dolomie et four droit annulaire mis en œuvre
BE508600A (fr)
BE456198A (fr)
EP2800723A1 (fr) Procédé de génération d&#39;un mélange de gaz contenant du monoxyde de carbone et de l&#39;hydrogène en proportions sensiblement égales
BE1006837A6 (fr) Procede de fabrication directe d&#39;acier a partir de matieres solides a base de fer.
BE495733A (fr)
BE548475A (fr)
BE508370A (fr)
BE485626A (fr)
BE843776A (fr) Procede pour la production d&#39;un produit partiellement reduit et produit obtenu par ce procede
CH292859A (fr) Procédé de fabrication de métaux.
BE485680A (fr)
BE426092A (fr)
BE537058A (fr)
BE510367A (fr)
BE424137A (fr)
BE513663A (fr)
BE460421A (fr)
BE451093A (fr)