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"PERFECTIONNEMENTS AUX FOURS MéTALLURGIQUES"
La présente invention concerne des perfectionne- ments dans le procédé et 1?appareil utilisés pour le traic tement au four de substances finement divisées, et parti culièrement pour la réduction, ou désoxydation de minerais renfermant des oxydes métalliqueso
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Le but de 1#invention est la réalisation dtun procédé et de moyens permettant de traiter dans un four des substances finement divisées, évitant les inconvénients
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et désavantages présentés par les procédê ,cuels t.li sant plus complètement et plus économiquement :la chaleur
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nécessaire à ce traitement ainsi que le combustible utilisé au cours du traitement.
Un autre but de l'invention est la réalisation d'un procédé et de moyens de construction simple, compacte et durable, nécessitant un minimum de puissance mécanique et de main d'oeuvre, et évitant les pertes de chaleur dans la mesure maximum en comparaison avec les procédés modernes.
Ltinvention a également pour but la réalisation d'un procédé et de moyens permettant de réduire ou désoxyder les oxydes métalliques sans les fondre, et de les amener dans un état stable dans lequel ils restent sans s'oxyder à nouveau.
'L'invention a encore pour but la réalisation d'un procédé et de moyens permettant de réduire les minerais de fer, et analogues, avant leur fusion au four électrique, et d'utiliser complètement les gaz chauds produits dans ce four.
Elle vise de'plus à réaliser un procédé et des moyens permettant de se servir d'une partie de l'appareil pour produire des gaz combustibles utilisés à chauffer d'autres parties de¯l'appareil, et ce sans gêner la con- tinuité du traitement.
L'invention, en peu de mots, consiste dans l'u- tilisation d'un bâtiment rectangulaire dont l'intérieur est pourvu d'une série de cloisons verticales.
Ces cloisons, ainsi que les parois latérales, sup- portent une¯'série de planchers inclinés alternativement dans un sens et dans 1?autre et allant des parois opposées à des parties placées à leurs bords inférieurs au-dessus de la
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"'II "".I 4 partie supérieure du plancher placé en dessous ;
lescloisons sont pourvues d'orifices constituant, au-dessus des planchers, des carneaux horizontaux, et de passages en by-pass ménagés r
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dans les parois latérales et raccordant les carneaux horizon- taux, l'ensemble formant une conduite descendante, continue pour la charge de substances en traitement, ainsi qu'une conduite ascendante, formée de carneaux transversaux raccor- dés, pour les gaz de la combustion traversant les planchers portant la charge.
Lorsque le traitement dans le dispositif.de chauf- fage se continue immédiatement dans un four électrique, le plancher inférieur conduit directement au four et'les gaz . chauds sortant de ce four montent sur ce plancher. Lersque le traitement nécessite le refroidissement de la/change ' afin de l'emmagasiner ainsi que pour des opérations subséquent tes de séparation, le plancher inférieur conduit- à un re- froidisseur.
Pour créer un combustible gazeux nécessaire au chauffage de la chargen on peut munir un ou plusieurs planchers de plafonds formant moufles afin de constituer des chambres de génération de gaz qui sont évacués à traven- les parois latéraleso
D'autres avantages et particularités de l'inven- tion ressortiront de la description qui va en être faite avec référence au dessin annexé représentant schématiques ment et à titre d'exemple des formes de réalisation de l'appareil.
Sur ce dessin g
La figo 1 est une vue en coupe verticale trans- versale de cet appareil.
La figo 2 est une vue en coupe verticale trans versale de l'appareil, établie en trois parties :
La partie A suivant la ligne 2-2 de la fig, 1,
La partie B suivant la ligne 2'-2' de la fig. l,
La partie C suivant la ligne 2"-2" de la fig. le
La fige 3 est une vue en coupe verticale transver-
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sale représentant l'appareil de refroidissement.
La fig. 4 est une vue en coupe verticale transver- sale de l'appareil, établie en deux parties.
La partie D suivant la ligne 4-4 de la fig. 3,
La partie suivant la ligne 4'-4' de la fig. 3.
La fig. 5 est une vue en coupe verticale transversa- le d'une partie du dispositif de chauffage, montrant les chambres de génération de gaz.
Les figs. 6, 7 et 8 représentent des détails des râteliers.
L'appareil utilisé est établi sous la forme d'unbâ- timent rectangulaire 2 comportant des parois avant et arrière
20 et des parois latérales 21.
Une série de cloisons verticales 22, parallèles aux parois latérales 21, divise le 'bâtiment 2 en une série de chambres verticales,
Des saillies ou supports 23, ménagés dans la paroi 21 et les cloisons 32. portent une série de planchers 24 in- elinés alternativement dans un sens et dans l'autre, allant d'une paroi 20 à une petite distance de la paroi opposée 20, ce qui réserve, à leurs bords inférieurs, des orifices de sortie par lesquels la charge descend sur la partie supérieu- re du plancher placé en dessous.
Les cloisons 22 sont pourvues d'ouvertures 220, 221, 222 223 et 224 formant des carneaux horizontaux continus entre les parois latérales 21 sur chaque plancher 24. Des passages 210 formant by-pass et ménagés dans les parois la- térales 21 raccordent les carneaux horizontaux. Sur les fig. 2 et 4, ces by-pass raccordent les carneaux horizontaux voisins à leurs extrémités en alternance, et constituent une conduite continue permettant l'ascension des gaz à travers le bâtiment. Des ouvertures 211 permettent l'introduction de l'air et (ou) de combustible dans les carneaux transversaux,
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Le plancher supérieur 242 forme,de préférence, une trémie et est plus fortement incliné que les autres planchers 24.
On peut pourvoir les murs 20 de fentes destinées à des registres 25 permettant de retenir l'écoulement de la charge à tout étage,,
Sur les planchers 24, une série de râteliers 26, à mouvement de va-et-vient, est montée sur les planchers 24 et peut être actionnée, à travers les parois 20, par des moyens appropriés. Ces râteliers 26 sont munis de barres transversales biseautées 260 vers leurs extrémités de com- mande, le refroidissement des râteliers, s'il est nécessaire, se faisant par l'air ou par l'eau. On voit, sur le fig. 8, les orifices de sortie 265 d'un râtelier refroidi par l'air.
On voit, sur la fig. 5, des planchers intermédiai- res 24 pourvus de plafonds 7 formant moufles constituant des chambres de génération de gaz avec sorties 71 par lesquelles on peut extraire les gaz produits. Ces gaz peuvent être, après purification, envoyés dans le distributeur 8 ou dans l'une quelconque des entrées de co mbustible 211 ménagées dans le bâtiment.
Les fig. 1 et 2 représentent le four électrique 1 avec sa paroi 15, sa voûte 2, son presse-étoupe 11 et ses électrodes 10. Le plancher inférieur 241 du bâtiment 2 va à la paroi latérale 15 du four électrique la Ce plancher inférieur 241 est pourvu d'une plaque 243 formant chicane al- lant de la paroi 20 parallèlement au plancher inférieur 241
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de façon à ménager une entrée à là chalm'br"è en cte'8'7"soize du plant cher incliné 24 se trouvant au-dessus, si bien que les gaz chauds sortant du four électrique 1 passent dans le carneau transversal le plus basa
Sur la fige 3,
la disposition du bâtiment 2 est ana- logue à celle représentée sur la figo la Le plancher infé
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rieur 241 conduit à un appareil de refroidissement constitué par une série de tubes verticaux 3 disposés dans une chambre 4; les extrémités supérieures de ces tubes 3 sont ouvertes de façon à recevoir la charge, et leurs extrémités infé- rieures débouchent dans des canaux transversaux 31 pourvus de transporteurs 32 refroidis à lteau et déversant dans un récipient 5 dont la charge refroidie peut être évacuée au moyen d'un transporteur approprié 50.
La chambre 4 peut être pourvue de cloisons verti- cales correspondant à celles du bâtiment placées au-dessus, et pourvues d'une série de plaques horizontales 40 for mant chicane et d'ouvertures pratiquées dans ces cloisons pour former un passage continu, depuis l'entrée d'air 41, jus- qu'à une sortie 42 pratiquée dans le by-pass 43. Le plancher inférieur 241 est munie d'une plaque-chicane 243 au-dessus de laquelle se trouve une chambre transversale à air ± dans laquelle arrive l'air chaud provenant du by-pass 43. Une série de petits orifices de sortie 61 venant de la chambre à air 6, amène l'air chaud dans le carneau transversal placé au-dessus.
Un distributeur 8 pourvu d'entrées 80, amène le gaz combustible sur le plancher inférieur 241. On peut prévoir une sortie 33 pour le trop-plein de ce plancher inférieur 241, trop-plein pouvant se déverser dans le récipient 5.
En utilisant un appareil conforme à la description ci-dessus et au dessin annexé, les opérations suivant l'in- vention sont les suivantes
Le mélange qui subit un chauffage préalable dans la
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trémie,' cecsld, aur les planchera ........., #ouches min- ces soumises à la chaleur à température croissante du courant ascendant des gaz, jusqu'à ce qu'il parvienne au plancher in- férieur.
Ce mélange continue à descendre pour subir le trai- tement subséquent, jusqu'à un four électrique ou à un re- froidisseur,
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Les couches du mélange sont maintenues en mouve ment, sur les planchers inclinés, au moyen des râteliers à mouvement de va-et-vient protégés des gaz chauds par le mélange qui les recouvre, mais que l'on peut, si néces- saire, pourvoir de moyens appropriés de refroidissement.
Une particularité de la descente du mélange dtun plancher à celui se trouvant au dessous, réside dans le fait que les couches se retournant, le dessus de la couche se trou vant sur un plancher devient le dessous de la couche du plancher inférieur suivant. La fréquence de ce renverse- ment permet un chauffage complet et uniforme du mélange et, en particulier, évite toute tendance de la charge à ne pas se mélanger par suite de la montée à la surface de substan- ces plus légères (charbon, etc...). En passant d'un plan- cher à celui se trouvant en dessous, le mélange forme une obturation,entre les carneaux horizontaux voisins.
On peut introduire un combustible additionnel tel que huile, gaz ou charbon pulvérisé, dans le but d'aug- menter la température de la charge de minerai dans le dis- positif, mais on doit avoir soin de ne pas chauffer cette charge, avant son arrivée sur le plancher inférieur, à une température à laquelle elle deviendrait collante. Les pro- duits gazeux de la combustion passent en montant sur et à travers le mélange se trouvant sur les planchers dans le bâtiment et finalement, après avoir chauffé le plancher dans la trémie, passent par le carneau d'évacuation.
Lorsque l'un ou plusieurs des planchers intermédiai- res sont pourvus de plafonds formant moufles pour constituer des chambres de génération de gaz, la charge peut contenir des produits carbonés en excédent de la quantité nécessaire au fonctionnement ordinaire du four.
Sur les planchers supérieurs, le cour ant de gaz chauds passant transversalement sur la charge qui descend,
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,commence par sécher cette charge puis en élève la tempéra- ture. La chaleur passant sur les planchers successifs agit alors sur la charge pour opérer la réduction ou désoxyda- tion de sa partie métallique ainsi que pour obtenir des gaz du mélange, gaz qui se combinent avec ceux brûlant dans les carneaux transversaux, On amène de l'air et (ou) du combustible gazeux où il est nécessaire pour produire, dans les carneaux transversaux, la température désirée.
L'oxy- dation, par les gaz de la combustion du carbone contenu dans le mélange, ainsi que celle du métal desoxydé, se trouve évitée.par la limitation de l'arrivée d'air ainsi que par la disposition de lt appareil ayant tendance à empêcher le contact inti me.
Les effets de ce traitement du mélange sont tels que, au moment où le mélange atteint le plancher inférieur, il a été réduit ou desoxydé dans une grande mesure. Les pertes provenant des gaz non brûlés ainsi que' des chaleurs perdues, sont réduites au minimum, et les prix de revient se trouvent diminués.
L'invention offre l'avantage spécial que l'on peut utiliser un combustible non carbonisé tel que le charbon bitumineux, ou même la sciure ou les copeaux de bois, au lieu de coke ou de charbon de bois, le cornbus- tible brut étant carbonisé dans le dispositif et les gaz volatils brûlés et servant de combustible pour chauffer ce dispositif,,
Lorsque l'appareil fonctionne conjointement avec un four électrique, les gaz chauds de ce four sont amenés au plancher inférieur pour aider le traitement dans le disposi- tif. Lorsqu'il fonctionne avec un refroidisseur, les gaz amenés au plancher inférieur absorbent de la chaleur du mé- lange sty trouvant et par là aident à l'opération du refroi- dissement.