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117.200.wTI; POUR LA FABRICATION SIMULTANEE DU 1.à , OU DS Sus COMPOSAS CARBURAS, 4T D13 CIhILIdTS B011TL.'i=lD OU CT-'Alf' HYDRAUtT .US"o
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L'invention réside dd1S un :,rooCè.0 pour 1 production simultënG6 du fer, ou de ses composes carburés, et de ci-
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ments Portland, ou chaux hydrauliques.
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1., est connu (\16 les scories cle hc:uts-fi!1ur;lEaux sont des siliob.ts6 basiques d'alumine et de Chf:-tl1 à,in6 lesquels le, chaux semble se trouver à l'atat de solution solide.On ss.it é(!21 am6nt ÎU6 .'ces scories, brusquement refroidies et pulvérisées meuvent donner da v"ritrbles ciments ,21' leur mélange svea une proportion convenable de ahùu=< hyd.1'até.e.
A partir de ces f-its connus, le demfneeur s'est proposé cie "rra,' uire d'une manière systeP1,.\t iQ.U6 p i lé trei,,
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tenant rationnel de minerais de fer, 1 à là fois du fer et du ciment genre Portland.
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On rappelle (1.16 ces ciments sont constitués par un mélange de silicate tricalcique et d'aluminate tricalcique avec une Îi"ib16 proportion d'oxyde 'de for.
Au coure des traitements métallurgiques habituels ces éléments sont présents qualitativement dans la lit de fusion:
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Silice et alumine préexistent d4.ns 1:. gangue du minerai et se trouvent aussi d..ns la cendre du charbon; la oh..1.J est ajoutée comme fondent si la gangue n'en contient 32a stlffà.S#i^^ ment.
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Toutefois, dans les ciments hortland, le rapport en- tre Ca0 d'uns part et l'ensemble (Si02, Al203, pe203) Et une grande importance: Ce rapport demeure nécessairement compris
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entre des limitas très voisines qui correspondent G 6,0-70fi d6 chat--!..
.On second lieu, la form2.tio*4.i du ciment de 'Portland est incompatible avec la fusion de ces éléments constitutifs
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ut le ciment ne, peut $troe .obtenu que par la combinaison d'é- léments extrêmement fins n'exigeant ainsi, au plus, que la température de vitrification pour réaliser la combinaison.
D'après oo qui précède, les conditions que doivent
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aatiafsire, d'une pi,rt la technique métallurgique, d'autre part le technique de fabrication du ciment Portland, ne sont pas antagonistes. Ellcs oomportent même des éléments communs
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si, parmi lus techniques du production du fer ou du ses déri- vés oarburès,mogn 1,Éér, plus spécialement les procédés de fabrication au four rotatif,
d?.ns lesquels on utilise oomme agent de chauffage un flar.Tm'3 obtenue par la combustion de charbon pulvérisé au degré approprié et brûlant dans des pro-
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port ions d'air convenables pour obtenir la teneur en oxyde
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du carbone nécoseairo at suffisant0 pour interdira la réoxy- dation du produit ferreux.,
On rappelle que dans ces fabrications, qui ont fait l'objet de breveta antérieurs du même demandeur, lo minorai, le charbon de réduction, et la ohaux sont mélangés intime-
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ment tvvant d Ctr.. introduits dans le four, 0 cvlui-oi étant chauffé p@r unG flamme présentant les propriétés susdites.
La présente invention consista précisément à consor- vor les caractères essentiels du traitement métallurgique, tout en satisfaisant, dans le même tomps, aux conditions
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exigée par la tùchniguu du fabrication du cimuntp Dans son principe, 11o pcut ::;"trc. oaraotériséc, comme suit:
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1 )on donne au laitier la oalcerité néOGSsHir6 pour satisfaire à l'analyse chimique du iim,nt dc, 'Portland; 2 )On mût ls constituants du cc oimont sous une forau propre à la formation do la combinaison qu'uat lu ciment par la broyagù à l'état de poudre G::tr6'múmùnt fine) in8inimGnt plus fin" qui oullu ru'imposerait le. tcohniruc métallurgique prisa isolément.
J?r$tiquùn1vnt lù procédé sera mis eu oit1vrL dans un four rotatif incliné sur son axe @t chargé, d'un:; manière
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continue, d'un mélange do minerai ù.o ir ut de le cuantité do charbon nécessaire t suffisà12ti pout ùlfôctuwr la réduc- tion de oo minerai ut évuntu,,11":P1\Jüt le- carburation du mé- tal.et3 m6lllie,,o est additionné de ohê\t1:: dans des proportions qui oorrôspondùnt, non pas au 1<itiwr usuel à 45-5 >:, do chaux, mais à un laitier ,¯ui un rGl1fúrmorait GO-70;., ccttc proportion pouvant même s'élever à 75;' ou 80% si l'on désire
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fabriquer de la chaux hydraulique.
Si le: gangue ,d'un seul minerai no donnait pas d'om- blée un rapport silice-alumine convenable, il serait obtenu par la mélange dû plusieurs minerais ou, à défaut, par addi- tion de silice ou d'alumine. le mélange est soumis à une mouture infiniment plus fine que dans lecas de l'application du procédé métallur- gicueseul.
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Il doit donc S'tro bion compris qui le système métal- lurgique Gst broyé jusqu'à un état d'extrême fin@ss@, non
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pas pour répondre à un,; née(issit6 d'ordre métallurgique, mais pour satisfaire à une! condition dG la fabrication du oimnt Portland, à savoir la formation d'un;; solution solide.
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Là four rotatif dans lGÇU41 ohçininc oc mélange pré- f6rablçmc,,.it broyé dans l'eau, oonirae pratiqué dans l'indus- trie du ciment, est chauffé pr une flamme produite p2r un combustible, 1,3référablomGnt maigre, réduit à l'état d x f a- ring, brûlant dins 1 proportion d'air convenable pour ob- tenir la teneur on 00 néoeagaire ut suffisante pour liitcrdi- ro la réo;;ydation du produit ferreux finalement obtenu.
Do préférence, Ici charbon de chauffage sers amené à l'état do division qui peraet d 1 obtGnxr, ppr son temps de combustion, sur Iù devant du four, une zone de combustion cn acide carbonique t, sur le rvst8nt do la longueur du four, une zone c1 'O:Yc1Í.1 de carbone.
Un. conséquence capitale de la formation de ciment Poxt7..:,c1 .au cours m3mu du traitement thirmo-ohiwiçjuw du mi- oerei, résida dans le fait que li laitier sc, trouve pratique- ment supprimé un ce sens qu'il oease c'..'4tr fusible. On cons- tato en effet que le métal est finalement recueilli à l'état
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occlus dans les grains de ciment., 1 produit a l'cspeot de petites concrétions a.c,6..û acmb12.bluo ami klinkors ou produits calcinés eus l'on recueille clans la- fabrication courante dos o ime ot s.
3n d'autres termes, loe métal sa trouva à l'état liquida d?.na 10 conglomérat ciment.
La non-fusion du 1'itiur rund posaiblu l'utilisation dô tous lu6 rvCtomcnts puisrU\J le, dégradation du cGm:-oi su trouva cons idér2.bl (r,lnt réduite L'économie ust considé- r w'a1 s , L66 éléJ71Gnts sortant du four sont rofroidia Gl1sGmbl\- d2116 1..; rGfroidissuur du cim-ntiai" àt lus oalorics récupé- ré>x sont ramcné0s au four par 1 'air comburant E-insi préa- laN.cmc.at chauffé., Si la tumpératuro ainsi obtenue était trop élevée au regard dû la fusibilité du ciment, le four swriit rùfroi- di pc-r tous moyens appropriés et 110t2'1'IDIC,lt n projetant dcl'JS 16 four une fraction QuS g pris à l'arrièr du four, dans la Ch"!i1'br" à fur;1<c.1 Ovs g:.z état :Jréo12.bl(.,mvl1t refroidis )ourpOnc16n.sür 1 vapour d'eau qu'ils peuvent contenir., Lu produit est broyé;
lu fer, ou la fonte, ést sépa-
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ré au trieur magnétique.,
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La métal wEt cnsuitu refondu, soit su four électri- que, soit comme addition sur 1 r. s 01 - d'un four TTa'rt111, soit à l'état do ':mrutú ài<.ns un four, rotatif ou non, à Mb incliné ou horizontal; 'JréfÓré.:bl Gr.lv:.1t chauffé par uns f12.mmo do ch rion pulvérisé brûl^.lit d.;-ns 1. quantité d'air nÓc('6- s'- irG pour obtenir une fiamc riche ù;1 O:,"t1v de c. rbo:1':' qui interdit la réo::yrld 10n du métel 1 cours t 0 Si:. fusion.
IL importe d'observer que le laitier, bien que non
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fondu, continue à remplir sa fonction: le silicate de for, non réductible par l'oxyde, de carbone, est transforma en silicate de chaux par la chaux métallurgique, l'oxyde de fer se trouvant ainsi libéra. La chaux joua donc ann rôle métallurgique mais, en outre, elle intervient comme élément constitutif du ciment, produit fini.
La ganguu sert aussi comme matière première du ciment Gt se trouve ainsi valori- sée, grâce à l'interpénétration des deux techniques de la métallurgie du fer et du eiment 'portland., Le soufre du lit de fusion est élimina en totalité du métal produit.
Le présent procédé est applicable à tous les métaux justiciables de la même méthode métallurgique que le for.
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117.200.wTI; FOR THE SIMULTANEOUS MANUFACTURING FROM 1.to, OR DS Sus COMPOSAS CARBURAS, 4T D13 CIhILIdTS B011TL.'i = lD OR CT-'Alf 'HYDRAUtT .US "o
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The invention resides in a :, rooCè.0 for the simultënG6 production of iron, or its carburized compounds, and of ci-
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ments Portland, or hydraulic lime.
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1., is known (\ 16 the key slags hc: uts-fi! 1ur; lEaux are basic siliob.ts6 of alumina and of Chf: -tl1 to, in6 which the, lime seems to be in the state of solid solution. This slag, suddenly cooled and pulverized, can be obtained in real cements, and its mixture has a suitable proportion of ahùu = <hyd.1'até.e.
From these known f-its, the lessor has proposed cie "rra, 'uire in a systematic way,. \ T iQ.U6 p i le trei ,,
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rational holding of iron ores, 1 both iron and Portland-type cement.
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It will be recalled (1.16 these cements are constituted by a mixture of tricalcium silicate and tricalcium aluminate with a Îi "ib16 proportion of iron oxide.
During the usual metallurgical treatments these elements are qualitatively present in the fusion bed:
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Silica and alumina preexist d4.ns 1 :. gangue of the ore and are also found in the ash of coal; the oh..1.J is added as melt if the gangue does not contain 32a stlffà.S # i ^^ ment.
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However, in hortland cements, the ratio between Ca0 on the one hand and the whole (Si02, Al203, pe203) And of great importance: This ratio remains necessarily understood
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between very close boundaries which correspond to G 6,0-70fi d6 cat -! ..
Secondly, the form2.tio * 4.i of Portland cement is incompatible with the fusion of these constituent elements
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ut the cement can only be obtained by the combination of extremely fine elements thus requiring, at most, only the vitrification temperature to achieve the combination.
From oo above, the conditions that must
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aatiafsire, on the one hand, the metallurgical technique, on the other hand the technique of manufacturing Portland cement, are not antagonistic. They even have common elements
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if, among the techniques for the production of iron or its derivatives oarburès, mogn 1, Éér, more especially the manufacturing processes in the rotary kiln,
in which a flar.Tm'3 obtained by the combustion of pulverized coal to the appropriate degree and burning in products is used as a heating agent.
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suitable air port to obtain the oxide content
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sufficient necessary carbon to prevent reoxidation of the ferrous product.,
It will be recalled that in these products, which were the subject of earlier patents by the same applicant, lo minorai, the reducing carbon, and the ohals are mixed intimately.
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ment before d Ctr .. introduced into the oven, 0 cvlui-oi being heated by a flame exhibiting the aforementioned properties.
The present invention consisted precisely in preserving the essential characteristics of the metallurgical treatment, while satisfying, in the same tomps, the conditions
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required by the tùchniguu of the manufacture of the cimuntp In principle, 11o pcut ::; "trc. oaraotériséc, as follows:
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1) the slag is given the neOGSsHir6 oalcerity to satisfy the chemical analysis of the iim, nt dc, 'Portland; 2) We grind the constituents of the cc oimont under a forau suitable for the formation of the combination that uat read cement by grinding in the state of powder G :: very fine) in8inimGnt finer "which oullu would impose the metallurgical tcohniruc taken in isolation.
J? R $ tiquùn1vnt the process will be carried out in a rotary furnace inclined on its loaded axis, with a :; way
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continuous, from a mixture of ore where the quantity of coal required is sufficient for the reduction of the ore to be continued, 11 ": P1 \ Jüt the carburetion of the metal. and 3 m6lllie ,, o is added to ohê \ t1 :: in proportions which oorrôspondùnt, not to the usual 1 <itiwr at 45-5> :, do lime, but to a slag, ¯ui a rGl1fúrmorait GO-70;., ccttc a proportion that can even rise to 75; ' or 80% if desired
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manufacture hydraulic lime.
If the gangue of a single ore did not omit a suitable silica-alumina ratio, it would be obtained by mixing several ores or, failing that, by adding silica or alumina. the mixture is subjected to an infinitely finer grinding than in the case of the application of the metallurgical process alone.
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It must therefore S'tro bion understood that the metallurgical system Gst crushed to a state of extreme end @ ss @, no
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not to answer a ,; born (issit6 of a metallurgical order, but to satisfy a! condition of the manufacture of the Portland oimnt, namely the formation of a ;; solid solution.
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The rotary kiln in the cement industry is pre-mixed in a pre-mixed mixture in water, which is practiced in the cement industry, is heated by a flame produced by a lean fuel, which is reduced to lean. In an air-ring state, burning in a proportion of air suitable to obtain the neoactive content and sufficient to facilitate the reo ;; idation of the ferrous product finally obtained.
Preferably, here heating charcoal is brought to the state of division which allows to obtain, by its combustion time, on the front of the furnace, a combustion zone of carbonic acid t, on the rvst8nt of the length of the furnace. , a zone c1 'O: Yc1Í.1 of carbon.
A capital consequence of the formation of Poxt7 cement:, c1. During m3mu of the thirmo-ohiwiçjuw treatment of the mid-oerei, resided in the fact that slag sc, finds practically suppressed a this sense which it oeases c '..' 4tr fuse. We observe that the metal is finally collected in the state
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occluded in the grains of cement., 1 produced with the cpeot of small concretions a.c, 6..û acmb12.bluo ami klinkors or calcined products which have been collected in the current manufacture back o ime ot s.
In other words, the metal sa found in the liquid state of? .Na 10 conglomerate cement.
The non-fusion of the initiator rund posed the use of all rvCtomcnts then rU \ J le, degradation of the cGm: -oi su found cons idér2.bl (r, lnt reduced The economy is considered w'a1 s , L66 eleJ71Gnts coming out of the oven are rofroidia Gl1sGmbl \ - d2116 1 ..; rGcoolissuur du cim-ntiai "to the oalorics recovered> x are returned to the oven by the combustion air E-insi pre-theN.cmc.at heated ., If the tumpératuro thus obtained was too high with regard to the fusibility of the cement, the furnace swriit cooled pc-r by all appropriate means and 110t2'1'IDIC, lt n projecting dcl'JS 16 furnace a fraction QuS g taken at the back of the oven, in the Ch "! i1'br" as; 1 <c.1 Ovs g: .z state: Jréo12.bl (., mvl1t cooled) ourpOnc16n.sür 1 water vapor that ' they may contain. The product is crushed;
iron, or cast iron, is separate
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re magnetic sorter.,
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The metal is therefore remelted, either in the electric furnace, or as an addition on 1 r. s 01 - of a TTa'rt111 furnace, either in the state do ': mrutú ài <.ns a furnace, rotary or not, with tilted or horizontal Mb; 'JréfÓré .: bl Gr.lv:.1t heated by uns f12.mmo do ch rion pulverized burnt ^ .lit d.; - ns 1. amount of air nÓc (' 6- s'- irG to obtain a rich fiamc ù; 1 O:, "t1v of c. rbo: 1 ':' which prohibits reo :: yrld 10n of metel 1 course t 0 Si :. fusion.
It is important to observe that the slag, although not
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melted, continues to fulfill its function: the silicate of fort, not reducible by the oxide, of carbon, is transformed into silicate of lime by the metallurgical lime, the iron oxide being thus released. Lime therefore played a metallurgical role but, moreover, it intervenes as a constituent element of cement, a finished product.
The ganguu is also used as raw material of the cement Gt is thus found valorized, thanks to the interpenetration of the two techniques of the metallurgy of the iron and the cement 'portland. .
The present process is applicable to all metals subject to the same metallurgical method as the for.