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Perfectionnements à la préparation du fer à partir du minerai.
La présente invention se rapporte à la préparation du fer à partir du minerai.
Conformément à la présente invention on introduit une charge de minerai de fer mélangé à des matières carbonées dans un four contenant une masse chauffée préalablement portée à une température supérieure à celle à laquelle se produit la réduction, cette réduction se produisant ensuite sous l'action de la chaleur emmagasinée dans le four après quoi, la réduction étant terminée, on chauffe à nouveau le four à une température qui assure la fusion du fer réduit à des scories;on procède à
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la coulée du fer et des scories et on introduit une nouvelle charge de minerai et de matières carbonées dans le four qui, en raison du chauffage préalable, contient assez de chaleur emmagasinée pour provoquer la réduction de cette nouvelle charge.
Après le chauffage initial du four, il est donc simplement nécessaire de chauffer le four à la fin de chaque réduction e t ce chauffage sert en même temps à fondre le fer réduit et les scories et à assurer la réduction suivante.
De préférence le four est fixe et la chaleur de la masse chauffée est transmise à la charge au-dessus d'elle par un courant de gaz auxquels on fait traverser la masse chauffée. Ces gaz peuvent provenir de l'injection d'air dans la masse chauffée et cette masse qui comprend des matières carbonées provoque la formation de gaz.
Dans d'autres cas, le four est un four rotatif ou semi-rotatif et la chaleur de la masse chauffée est transmise à la charge par contact direct de la charge avec la masse chauffée.
La charge comprend de préférence du minerai de fer à l'état granulé mélangé avec des matières carbonées granulées, sous forme de briquettes avec ou sans liant-
La masse à chauffer peut comprendre la garniture du four et une masse de matières en vrac dans le four. Cette dernière masse peut être constituée par du coke, du charbon ou autre matière carbonée, avec ou sans chaux, le chauffage du four s'effectuant en partie ou complètement par combustion de cette matière carbonée. Le chauffage de la masse par la combustion de la matière carbonée peut être favorisée par la combustion d es gaz recueillis dans un four analogue (lorsqu'on fait marcher deux fours associés) pendant la période de réduction dans ce dernier.
Pendant la période de fusion, le four et son contenu peuvent être chauffés jusqu'à une température de 1600 C qui, d'après les expériences faites, donne une chaleur suffi-/
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santé pour terminer la réduction avant que la température ne tombe au-dessous de la température de réduction.
Le procédé peut être exécuté simultanément dans deux fours, la mise en oeuvre étant telle que lorsque la réduction se produit dans un four, l'autre se trouve chauffé pendant l'exécution de la fusion et les gaz dégagés pendant la réduction dans un four fournissent tout ou une partie de la chaleur nécessaire au four que l'on chauffe pour faire fondre le fer réduit.
Dans le cas où l'on utilise un ou plusieurs fours fixes, les gaz de réduction peuvent comprendre les gaz dégagés à la suite de l'injection d'air, que l'on utilise comme agent de circulation pour le transfert de la chaleur emmagasinée dans la masse à la partie inférieure du four sur le minerai et la charge carbonée au-dessus de cette masse, ainsi que les gaz produits par la réaction entre la matière carbonée et les oxydes de fer de la charge.
La description qui va suivre, enregard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant des dessins que du texte faisant bien entendu partie de celle-ci.
Les fig. la, lb et 1c représentent-en élévation avec parties en coupe un premier mode d'exécution d'un appareil permettant la mise en oeuvre du procédé objet de l'invention.
La fig. 2 est une élévation de face d'une variante et la fig. 3 est une vue latérale de l'un des fours de la fig.2.
Sur les fig. la, lb et le. est représenté un appareil comprenant deux fours fixes 1 que l'on peut fermer hermétiquement par rapport à l'atmosphère extérieure. Chaque four présente une garniture que l'on peut chauffer à environ 16009C ou davantage sans qu'elle fonde. Les tuyè.res 2,3 sont
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disposées sur deux rangs autour de chaque four et servent à fournir l'air de combustion à une partie de la masse en vrac à l'intérieur du four, masse comprenant du charbon, du coke ou autre matière carbonée. Ces tuyères fournissent éga- lement le gaz de combustion formant l'agent de chauffage réduit partiel produisant la fusion du fer/et de la gangue et as- surant le chauffage de la garniture et des matières carbo- nées résiduelles.
Les tuyères 2,3 peuvent également servir à fournir la quantité réduite d'air qui provoque la formation de gaz et leur circulation en vue du transfert de chaleur pendant lapériode de réduction.
Chaque four comporte une ouverture 4 pour la sortie deaproduits de combustion, cette ouverture fournissait également le moyen de compléter la charge du four en minerai de fer et en mélange carboné sous forme de briquettes et en charbon, coke ou toute autre matière carbonée. Une soupape 5 est prévue pour fermer hermétiquement cette ouverture par rap- port à l'atmosphère extérieure pendant la période de réduction, une sortie distincte 6 servant aux gaz de réaction pendant la réduction.
La sortie 6 des gaz de réaction d'un four peut être reliée par une canalisation aux tuyères à gaz 2 et 3 de l'autre four, les deux fours agissant en opposition de phase, autrement dit la phase de réduction dans un four se produit pendant que la phase de chauffage et de fusion se produit dans l'autre four. La canalisation reliant les deux fours 1 comprend un tuyau à gaz horizontal 7 relié aux deux collecteurs de gaz annulaires 8,9 entourant chaque four 1.
Des canalisations 10 relient les collecteurs 8,9 aux tuyères 2,3. Une conduite d'air 12 amène l'air aux collecteurs annu- laires 13,14 entourant chacun des fours et des conduites 15 font communiquer ces collecteurs annulaires 13,14 avec les tuyères correspondantes 2,3. L'alimentation engaz et en air est réglée par les clefs correspondantes 16, 17. Les gaz
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dégagés pendant la réduction dans un four sont amenés par les tuyaux 7 et 10 à l'autre four pour y être brûlés.
Les produits gazeux engendrés pendant les périodes de fusion et de chauffage peuvent contenir une certaine éner- gie virtuelle sous forme de gaz tels que l'oxyde de carbone dont la combustion, après qu'il a quitté la charge dans le four, peut être effectuée par admission d'air complémentaire pro- venant de l'extérieur du four ;
la chaleur sensible de ces produits de combustion totale peut être utilisée pour le chauf- fage préalable de l'air utilisé pour le procédé par trans- fert de la chaleur au moyen d'un récupérateur ou d'un régé- nérateur. chaque four présente des, trous de coulée pour l'évacuation d'une part du métal fondu et d'autre part des scories
Suivant un mode d'exécu-tion particulier du procé- dé conforme à l'invention, on procède comme suit:
On introduit une masse de matières en vrac comprenant du charbon, du coke ou toute autre matière carbonée dans l'un des fours, par exemple celui de la fige1c et on l'y fait brûler en partie avec de l'air admis en plein vent dans les tuyères 2, 3.
Lorsque :la température de la garniture et de la masse en vrac atteint les environs d'à peu près 1600 C, on introduit dans le four, parl'ouverture 4, le minerai à réduire, à l'état granulé et mélangé avec des matières carbonées, ce minerai pouvant être comprimé, le cas échéant, à l'état de briquettes etc..
On ferme la sortie 4 des gaz de combustion d'une manière hermétique et sûre par la soupape 5 et on réduit l'admission d'air à peu près au quart en diminuant la quantité d'air passant dans les différentes tuyères ou en fer- mant un certain nombre de tuyères ;
cette quantité moin- dre d'air admise avec une vitesse-par suite inférieure réagit
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en traversant la masse incandescente de matières carbonées en vrac pour former de l'oxyde de carbone et de l'azote alors qu'il se formaiten majeure partie de l'anhydride carbonique et de l'azote lorsque cette vitesse de passage était plus élevée*
La production de tels gaz engendre elle-même de la chaleur à raison de 5. 358 calories par kg. de carbone (2.430 Lbs/calories) au lieu de 17.835 calories par kg' de carbone (8.100 Lbs/calories) dans le cas d'une combustion complète poussée jusqu'à l'anhydride carbonique.
Ainsi l'oxyde de carbone et l'azote se trouvent surchauffés au delà de leur pouvoir de production de chaleur par leur traversée des matières carbonées en vrac qui sont incandescentes à des températures aux environs de 1600 C en raison du chauffage antérieur à plein vent.
L'oxyde de carbone et l'azote recueillent en s'élevant cette chaleur de surchauffe et la transmettent à la charge de minerai, ce qui provoque la réduction des oxydes de fer à l'état métallique.
Les matières carbonées en vrac doivent être en quantités telles qu'elles contiennent à l'état de surchauffe, au dessus de 1000 C, une quantité de chaleur suffisante pour satisfaire les exigences en chaleur sensible et en réaction endothermique de réduction des oxydes de fer de la charge de minerai en métal.
Malgré la production de chaleur due à la production d'oxyde de carbone à partir de l'air injecté pendant la période de réduction, la température moyenne delà masse carbonée en vrac descendra progressivement jusqu'à 1000 C et au-delà de cette température il ne se produira pas de réduction rapide et efficace. Par suite la quantité de surchauffe dégagée et transmise au moment où la température moyenne est descendue à 1000 C doit suffire pour terminer la réduction.
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Au cas où la charge de minerai et de carbone con- tient de l'humidité libre ou combinée avec ou sans anhydri- de carbonique ou de l'anhydride carbonique seul, on peut in- troduire cette charge dans le four avant la période de réduc.- tion proprement dite c'est-à-dire pendant la période de fu- sion afin d'effectuer un chauffage préalable de la charge par la chaleur des gaz brûlés de la période de fusion et de chauffage.
En poussant ce chauffage préalable jusqu'à une température moyenne de 700 C, cette humidité et une partie de l'oxyde de carbone se dégageront avec une partie des éléments volatils-du charbon et il se produira une réduction préliminaire des oxydes, les gaz produits par la réaction contenant une forte proportion d'anhydride carbonique, ce qui entraîne une plus grande efficacité en réduisant la chaleur requise pendant la période de réduction.
L'oxyde de carbone, accompagné par l'azote fourni par l'insufflation d'air faible, ainsi que les gaz de réaction produits par la' réduction des oxydes de fer dans la charge de minerai et les éléments volatils des matières carbonées contenues dans la charge sont envoyés par les conduites 7 et 10 aux tuyères de l'autre four, où ces gaz sont brûlés par l'air arrivant par les tuyères à air correspondantes en produisant tout ou partie de. la chaleur nécessaire dans ce four pour chauffer et faire fondre la charge de minerai qui avait' été réduite dans ce four-de la manière décrite à.pro- pos du four où la charge était soumise à la-réduction.
Par suite, chacun des fours dépend de l'autre pour un fonctionnement'économique. L'un subissant la période de réduction, fournit le gaz pour le chauffage de la charge en vrac et la fusion du métal réduit dans l'autre et inversément. On peut prélever le métal fondu et les scories par les trous 'de coulée correspondants..
Si l'on se reporte aux fig. 2 et 3 des dessins, on voit que l'appareil comprend deux fours rotatifs 1
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susceptible d'être fermés hermétiquement à l'atmosphère extérieure et susceptible de tourner autour de l'axe AA.
Chaque four est revêtu intérieurement de carbure de silicium qui forme une partie de la masse à chauffer. L'autre partie de la masse est constituée par du charbon ,du coke ou d'autres matières carbonées dont on fait brûler une partie pour fournir la chaleur nécessaire au chauffage. Des tuyères 2 et 3 sont disposées autour de la périphérie de chaque four 1 pour fournir l'air nécessaire à la combustion du coke, du charbon ou autresmatières carbonées. Ces tuyères sont disposées de manière à pouvoir être écartées et de manière que les ouvertures du four soient fermées alors d'une manière étanche par rapport à l'atmosphère. Chaque tuyère 2 est montée verticalement au-dessus d'une tuyère 3 de manière qu'un couple de tuyères 2,3 se déplace d'une seule pièce.
Chacun de ces couples de tuyères est monté sur un bras 20 qui peut pivoter autour d'un axe 21 pour venir dans la position représentée en fig. 3. Chaque tuyère comporte une entrée d'air 22 et une entrée de gaz 23 et ces entrées sont reliées respectivement par un joint glissant à une canalisation d'air 25 et à une canalisation de gaz 26. Un couvercle articulé 27 est prévu devant chaque entrée de tuyère 28 pour fermer hermétiquement les ouvertures du four lorsque les tuyères sont écartées de ce dernier. Un ouverture 4 est ménagée à la partie supérieure du four, ouverture par laquelle les produits dela combustion peuvent être évacués pendant la durée du stade de chauffage.
Cette ouverture communique avec un carneau qui peut se déplacer longitudinslement de manière qu'en écartant ledit carneau de l'ouverture 4, celle- ci puisse servir également pour le chargement du four avec un mélange de minerai et de matières carbonées et avec la matière carbonée formant la masse en vrac. Une sortie séparée 6 est prévue pour l'évacuation des g az dégagés au cours de la réduction. Des trous
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de.coulée sont ménagés à différentes hauteurs pour prélever soit le métal fondu, soit les scories.Les deux fours sont reliés l'un à l'autre par un conduit horizontal 29 communiquant avec la canalisation de gaz 26. Les deux fours sont reliés par un joint glissant 30 qui permet la rotation del'un des fours pendant que l'autre demeure immobile.
On exécute le procédé conforme à l'invention de la manière suivante : Les deux fours fonctionnent en opposition'de phase ; autrement dit, lorsque la réduction est en cours dans l'un des fours, le chauffage et la fusion s'effectuent dans l'autre four. Suivant le mode d'exécution considéré, les gaz de réduction qui se dégagent dans l'un des fours sont amenés directement à l'autre four par le conduit 29 et la canalisation 26 pour y être brûlés et pour faciliter l'obtention de la chaleur nécessaire.
Une masse en vrac constituée par du charbon , du coke ou d'autres matières carbonées est introduite dans l'un des-fours et y est partiellement brûlée par l'air admis par les tuyères 2.et 3. Lorsque la température de la garniture du four atteint 1600 C, on introduit dans le four par l'ouverture 4 le minerai à réduire, à l'état granulé et mélangé à des matières carbonées, ce mélange étant comprimé, le . cas échéant sous forme de briquettes ou analogue- La combus- tion de la masse carbonée en vrac est arrêtée par l'arrêt de l'admission d'air, après quoi on écarte les tuyères 2,3 et on ferme les entrées de tuyères 28 ainsi que l'ouverture 4;
la réduction se fait alors sous l'action de la chaleur emmagasinée dans le four (c'est-à-dire dans la garniture du four et dans la matière carbonée en vrac), four que l'on fait tourner.où basculer autour de l'axe AA pendant la péiode de réduction. Les gaz dégagés pendant la réduction sont évacués par la sortie 6 et le conduit 29 vers le second four qui est immo-bile et où se produisent le chauffage et la fusion.
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Lorsque la réduction est terminée, on chauffe à nouveau le four en faisant continuer la combustion des matières carbonées en vrac au moyen de l'admission d'air et des gaz dégagés pendant la réduction dans l'autre four. On chauffe ainsi le four à nouveau jusqu'à la température initiale de 1600 C, température à laquelle le métal fondu et les scories peuvent être prélevés par leurs trous de coulée correspondants. La chaleur emmagasinée dans le four qui demeure à une température de 1600 C environ peut être alors utilisée aussitôt pour la réduction d'une nouvelle charge de minerai et de matières carbonées. Il est donc évident qu'après le chauffage initial du four, ce dernier n'est chauffé qu'entre deux réductions successives pour fondre le minerai réduit et fournir la chaleur nécessaire à la réduction suivante.
Suivant une variante on utilise un seul four.
Dans ce cas les gaz provenant de la réduction sont évacués par l'orifice 6 pour être emmagasinés dans un réservoir à gaz jusqu'à ce qu'il soit nécessaire de chauffer à nouveau le four et de fondre le métal. On réintroduit alors les gaz dans le four par les tuyères avec une quantité d'air suffisante pour la combustion.
Il doit être entendu que dans l'un et l'autre des procédés décrits ci-dessus, on complète la charge en matière csrbonée en vrac au fur et à mesure des besoins.
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Improvements in the preparation of iron from ore.
The present invention relates to the preparation of iron from the ore.
In accordance with the present invention, a charge of iron ore mixed with carbonaceous materials is introduced into a furnace containing a heated mass previously brought to a temperature above that at which the reduction takes place, this reduction then taking place under the action of the heat stored in the furnace after which, the reduction being completed, the furnace is again heated to a temperature which ensures the melting of the reduced iron to slags;
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the casting of the iron and the slag and a new charge of ore and carbonaceous matter is introduced into the furnace which, due to the preheating, contains enough stored heat to cause the reduction of this new charge.
After the initial heating of the furnace, it is therefore simply necessary to heat the furnace at the end of each reduction and this heating serves at the same time to melt the reduced iron and the slag and to ensure the following reduction.
Preferably the furnace is stationary and the heat of the heated mass is transmitted to the load above it by a stream of gas through which the heated mass is passed. These gases can come from the injection of air into the heated mass and this mass which includes carbonaceous matter causes the formation of gas.
In other cases, the furnace is a rotary or semi-rotary furnace and the heat of the heated mass is transmitted to the load by direct contact of the load with the heated mass.
The feed preferably comprises iron ore in the granulated state mixed with granulated carbonaceous materials, in the form of briquettes with or without binder.
The mass to be heated may include the furnace lining and a mass of bulk materials in the furnace. The latter mass can be constituted by coke, coal or other carbonaceous material, with or without lime, the heating of the furnace being carried out partly or completely by combustion of this carbonaceous material. The heating of the mass by the combustion of carbonaceous material can be promoted by the combustion of the gases collected in a similar furnace (when two associated furnaces are operated) during the reduction period in the latter.
During the melting period, the furnace and its contents can be heated up to a temperature of 1600 C which, according to the experiments made, gives sufficient heat.
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health to complete the reduction before the temperature drops below the reduction temperature.
The process can be carried out simultaneously in two furnaces, the operation being such that when the reduction occurs in one furnace the other is heated during the execution of the smelting and the gases given off during the reduction in one furnace provide all or part of the heat required in the oven which is heated to melt the reduced iron.
In the case where one or more stationary furnaces are used, the reduction gases may comprise the gases given off as a result of the injection of air, which is used as a circulation medium for the transfer of the stored heat. in the mass at the bottom of the furnace on the ore and the carbonaceous load above this mass, as well as the gases produced by the reaction between the carbonaceous material and the iron oxides of the load.
The description which will follow, taking into account the accompanying drawings, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the drawings and from the text naturally forming part thereof.
Figs. 1a, 1b and 1c show, in elevation with parts in section, a first embodiment of an apparatus allowing the implementation of the method which is the subject of the invention.
Fig. 2 is a front elevation of a variant and FIG. 3 is a side view of one of the ovens of fig.2.
In fig. la, lb and the. is shown an apparatus comprising two fixed ovens 1 which can be closed hermetically with respect to the external atmosphere. Each oven has a filling that can be heated to about 16009C or higher without melting. The nozzles 2,3 are
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arranged in two rows around each furnace and serve to supply combustion air to a part of the bulk mass inside the furnace, which mass includes coal, coke or other carbonaceous material. These nozzles also provide the flue gas forming the partial reduced heating agent producing the melting of the iron / gangue and providing heating of the packing and residual carbonaceous material.
The nozzles 2, 3 can also serve to supply the reduced amount of air which causes gas to form and circulate for heat transfer during the reduction period.
Each furnace has an opening 4 for the output of combustion products, this opening also provided the means of supplementing the charge of the furnace with iron ore and carbonaceous mixture in the form of briquettes and in coal, coke or any other carbonaceous material. A valve 5 is provided to hermetically close this opening to the outside atmosphere during the reduction period, a separate outlet 6 for the reaction gases during the reduction.
The reaction gas outlet 6 of one furnace can be connected by a pipe to the gas nozzles 2 and 3 of the other furnace, the two furnaces acting in phase opposition, in other words the reduction phase in one furnace occurs while the heating and melting phase occurs in the other furnace. The pipe connecting the two furnaces 1 comprises a horizontal gas pipe 7 connected to the two annular gas collectors 8,9 surrounding each furnace 1.
Pipes 10 connect the collectors 8.9 to the nozzles 2.3. An air duct 12 brings the air to the annular collectors 13,14 surrounding each of the furnaces and the conduits 15 communicate these annular collectors 13,14 with the corresponding nozzles 2, 3. The gas and air supply is regulated by the corresponding keys 16, 17. The gases
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released during reduction in one furnace are brought through pipes 7 and 10 to the other furnace to be burnt there.
The gaseous products generated during the periods of melting and heating may contain some virtual energy in the form of gases such as carbon monoxide which combustion, after leaving the charge in the furnace, can be carried out. by admitting additional air from outside the oven;
the sensible heat of these total combustion products can be used for the pre-heating of the air used for the process by transferring the heat by means of a recuperator or a regenerator. each furnace has tap holes for the discharge on the one hand of the molten metal and on the other hand of the slag
According to a particular mode of execution of the process according to the invention, the procedure is as follows:
A mass of bulk material comprising coal, coke or any other carbonaceous material is introduced into one of the furnaces, for example that of the freezer, and it is partly burned there with air admitted in the open air. in nozzles 2, 3.
When: the temperature of the filling and of the bulk mass reaches around 1600 C, the ore to be reduced is introduced into the furnace, through opening 4, in a granulated state and mixed with carbonaceous, this ore being able to be compressed, if necessary, in the state of briquettes etc.
The outlet 4 of the combustion gases is closed in a hermetic and safe manner by the valve 5 and the air intake is reduced to about a quarter by reducing the quantity of air passing through the various nozzles or in iron. mant a number of nozzles;
this smaller quantity of air admitted with a lower speed reacts
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by passing through the glowing mass of bulk carbonaceous material to form carbon monoxide and nitrogen while most of the carbon dioxide and nitrogen were formed when this flow rate was higher *
The production of such gases itself generates heat at the rate of 5,358 calories per kg. of carbon (2,430 Lbs / calories) instead of 17,835 calories per kg 'of carbon (8,100 Lbs / calories) in the case of a complete combustion pushed to carbon dioxide.
Thus carbon monoxide and nitrogen are superheated beyond their heat-producing power by passing through bulk carbonaceous materials which are incandescent at temperatures around 1600 C due to prior heating in full wind.
Carbon monoxide and nitrogen collect this heat of superheat on rising and transmit it to the ore charge, which causes the reduction of iron oxides to the metallic state.
Bulk carbonaceous materials must be in quantities such as to contain, in the superheated state, above 1000 C, a sufficient quantity of heat to satisfy the requirements for sensible heat and for the endothermic reaction of reduction of iron oxides of the metal ore charge.
Despite the production of heat due to the production of carbon monoxide from the air injected during the reduction period, the average temperature of the bulk carbonaceous mass will gradually drop to 1000 C and beyond this temperature it rapid and effective reduction will not occur. Consequently, the quantity of superheating released and transmitted when the average temperature has dropped to 1000 C must be sufficient to complete the reduction.
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In the event that the ore and carbon charge contains free moisture or combined with or without carbon dioxide or carbon dioxide alone, this charge may be introduced into the furnace before the reduction period. .- tion proper, that is to say during the melting period in order to carry out a preliminary heating of the charge by the heat of the gases flue from the melting and heating period.
By pushing this preliminary heating up to an average temperature of 700 C, this humidity and part of the carbon monoxide will be released with part of the volatile elements of the carbon and there will be a preliminary reduction of the oxides, the gases produced. by the reaction containing a high proportion of carbon dioxide, resulting in greater efficiency by reducing the heat required during the reduction period.
Carbon monoxide, accompanied by nitrogen supplied by the weak air blowing, as well as the reaction gases produced by the 'reduction of iron oxides in the ore charge and the volatile elements of carbonaceous materials contained in the charge are sent through the pipes 7 and 10 to the nozzles of the other furnace, where these gases are burnt by the air arriving through the corresponding air nozzles, producing all or part of. the heat required in this furnace to heat and melt the ore charge which had been reduced in this furnace as described with respect to the furnace where the charge was subjected to reduction.
Therefore, each of the ovens depends on the other for economical operation. One, undergoing the reduction period, provides the gas for heating the bulk feed and melting the reduced metal in the other and vice versa. The molten metal and the slag can be taken out through the corresponding tap holes.
If we refer to fig. 2 and 3 of the drawings, it can be seen that the apparatus comprises two rotary ovens 1
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capable of being hermetically sealed to the external atmosphere and capable of rotating around the axis AA.
Each furnace is internally coated with silicon carbide which forms part of the mass to be heated. The other part of the mass is made up of coal, coke or other carbonaceous matter, part of which is burned to provide the heat necessary for heating. Nozzles 2 and 3 are arranged around the periphery of each furnace 1 to supply the air necessary for the combustion of coke, coal or other carbonaceous materials. These nozzles are arranged so as to be able to be separated and so that the openings of the furnace are then closed in a sealed manner with respect to the atmosphere. Each nozzle 2 is mounted vertically above a nozzle 3 so that a pair of nozzles 2, 3 move in one piece.
Each of these pairs of nozzles is mounted on an arm 20 which can pivot about an axis 21 to come into the position shown in FIG. 3. Each nozzle has an air inlet 22 and a gas inlet 23 and these inlets are respectively connected by a sliding joint to an air line 25 and to a gas line 26. A hinged cover 27 is provided in front of each nozzle. nozzle inlet 28 to hermetically close the openings of the furnace when the nozzles are separated from the latter. An opening 4 is made in the upper part of the furnace, through which the combustion products can be evacuated during the heating stage.
This opening communicates with a flue which can move longitudinally so that by separating said flue from the opening 4, the latter can also be used for loading the furnace with a mixture of ore and carbonaceous matter and with the carbonaceous matter. forming the bulk mass. A separate outlet 6 is provided for the evacuation of the gases released during the reduction. Holes
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de.coulée are arranged at different heights to take either the molten metal or the slag. The two furnaces are connected to each other by a horizontal duct 29 communicating with the gas pipe 26. The two furnaces are connected by a sliding seal 30 which allows the rotation of one of the ovens while the other remains stationary.
The process according to the invention is carried out as follows: The two ovens operate in phase opposition; in other words, when the reduction is in progress in one of the furnaces, the heating and the melting take place in the other furnace. According to the embodiment considered, the reduction gases which are given off in one of the furnaces are brought directly to the other furnace via the duct 29 and the duct 26 to be burned there and to facilitate obtaining the heat. necessary.
A bulk mass consisting of coal, coke or other carbonaceous matter is introduced into one of the furnaces and is partially burnt there by the air admitted by the nozzles 2. and 3. When the temperature of the lining the furnace reaches 1600 C, the ore to be reduced is introduced into the furnace through opening 4, in the granulated state and mixed with carbonaceous materials, this mixture being compressed, the. if necessary in the form of briquettes or the like - The combustion of the bulk carbonaceous mass is stopped by stopping the air intake, after which the nozzles 2,3 are removed and the nozzle inlets 28 are closed as well as opening 4;
the reduction then takes place under the action of the heat stored in the furnace (that is to say in the furnace lining and in the bulk carbonaceous material), which furnace is rotated. the AA axis during the reduction period. The gases given off during the reduction are discharged through the outlet 6 and the conduit 29 to the second furnace which is immo-bile and where heating and melting take place.
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When the reduction is complete, the furnace is reheated, continuing the combustion of the bulk carbonaceous material by means of the air intake and the gases evolved during reduction in the other furnace. The furnace is thus heated again to the initial temperature of 1600 ° C., at which temperature the molten metal and the slag can be taken out through their corresponding tap holes. The heat stored in the furnace which remains at a temperature of about 1600 C can then be used immediately for the reduction of a new load of ore and carbonaceous matter. It is therefore evident that after the initial heating of the furnace, the latter is only heated between two successive reductions to melt the reduced ore and provide the heat necessary for the following reduction.
According to one variant, a single oven is used.
In this case the gases resulting from the reduction are discharged through the orifice 6 to be stored in a gas tank until it is necessary to heat the furnace again and to melt the metal. The gases are then reintroduced into the furnace via the nozzles with a sufficient quantity of air for combustion.
It should be understood that in either of the processes described above, the feed of bulk carbonated material is supplemented as and when required.