<Desc/Clms Page number 1>
"AFFINAGE DES RIBLONS :DE FER DANS UN FOUR ROTATIF"
L'invention concerne la fusion et/ou l'affinage des métaux, - en particulier des riblons - , du groupe du fer, c'est-à-dire du fer, de l'acier, du chrome, du nickel, du manganèse ou du cobalt, ou d'un alliage quelconque, formé principalement d'un ou plusieurs de ces métaux. L'invention concerne particulièrement la solution du problèe qui se pose, lorsque les riblons sont sous forme de copeaux ou autres pièces de faibles dimensions. Ces riblons ne peuvent être fondus au cubilot, car ils l'obstrueraient. Même si on forme des briquettes avec ces pièces de faibles dimensions, les
<Desc/Clms Page number 2>
résultats ne sont guère satisfaisants.
De plus, dans le cas del'acier, la Lcmpérature doit être très élevée et ces hautes températures ce sont pas faciles à obtenir dans un four ordinaire.
Si le métal à affiner est sous forme d'objets en fragments ou ae pièces moulées cassées, on peut le fondre en dehors du Four, par exemple dans un cubilot, et l'introcuire ensuite dans le four à l'état fondu. La fonte fondue provenant des nauts fourneaux peut être introduite directement dans le four, en vue surtout de la désulfurer, ou la fonte brute peut être refondue ettraitée ensuite.
Suivant l'invention, on évite d'avoir à forcer des briquettes ou à faire subir au métal un autre traitement préalableen introduisant lescopeaux ou autres pièces de faibles dimensions dans un four rotatif, d'une longueur sensiblement plus grande que celle de la zone de la flamme, par exemple un foui du type employé à la cuisson du ciment. Les morceaux de riblons cescendent dans le four à contre-courant avec la flamme et les produits de la combustion.
L'opération est continue, du fait qu'on fait arriver régulièrement des nouvelles pièces dans ie four et par suite est essentiellement diffé- rente des opérations par lesquelles on affine des charges de fonte dans des tambours de courte longueur, et assez courts pour que la flamme entrant à une extrémité du four se propage à peu près sur toute sa longueur, et par lesquelles la charge est traitée dans son ensemble, puis déchargée du four.
De préférence, on n'introduit pas seulement des morceaux de'riblons du métal dans le four, mais on y intro-
<Desc/Clms Page number 3>
duit aussi des matières de formation de la scorie, qui peuvent ou non fondre elles-mêmes, de sorte que le métal est affiné dans le four, le métal et la scorie en étant déchargés séparément. Cette matière de formation de la scorie peut être de la chaux ou les matières premières de la fabrication du ciment. En général, les températures, qui sont atteintes dans les fours rotatifs de cuisson du ciment ou de la chaux, sont assez élevées pour fondre les riblons ou maintenir à l'état fondu les métaux déjà fondus du groupe du fer ; suite le métal peut être fondu et/ou affiné en même temps que s'effectue la cuisson du ciment ou de la chaux, dans les fours de ce type.
L'effet d'affinage exercé par la scorie est notablement accru par la nature de l'action qui se produit dans un four rotatif, et qui provoque un mélange intime des matières contenues dans le four. Lorsqu'on introduit dans le four rotatif, suivant l'invention, du métal fondu, l'introduction se fait en un point de la longueur du four, où la température est supérieure au point de fusion du métal.
Dans ce cas, on introduit aussi dans le four la matière de formation de la scorie, et on la fait descendre dans le four en contact avec le métal fondu, qui, ainsi que la scorie sont déchargés séparément du four.
On a constaté que le ciment ou la chaux absorbent une proportion notable de la teneur en soufre du fer ou de l'acier et diminuent la teneur en silicium. La chaux peut être de la chaux hydraulique ou de la chaux pure.
Les petits morceaux de riblons peuvent être avantageusement ajoutés aux matières premières de la fabrication du ciment, avant qu'elles entrent dans le four. Si ces matières premières du ciment ont été préparées par voie
<Desc/Clms Page number 4>
sèche, les copeaux ou petits morceaux peuvent être mélangés avec ces matières premières à un moment du traitement où ils favorisent la transformation des matières premières à l'état modulaire, forme sous laquelle on les cuit généralement. Cependant, il doit être entendu qu'on peut, si on le désire, mélanger le fer ou l'acier avec les matières premières à un moment quelconque du traitement de leur préparation, l'invention ne dépendant en aucune manière du procédé spécial de préparation des matières premières du ciment.
La quantité @e riblons métalliques qu'on peut traiter dans un four de cuisson du ciment ou de la chaux dépend de la pureté du métal et de la nature des matières premières cuites dans le four. Si le métal à affiner est de la fonte de moulage ordinaire et si le four sert à cuire du ciment portland ordinaire, on a constaté qu'on peut ajouter un poids de fonte éal à celui de la matière première du ciment. Les riblons métalliques sont avantageusement introduits dans le four d'une manière continue.
L'opération peut s'effectuer dans un four, dans lequel on produit de la fonte de moulage en même temps que le ciment en faisant suoir un grillage réducteur au minerai de fer avec la chaux et d'autres substances, qui comprennent généralement du coke, donnant la certitude que la réduction s'accomplit. Dans ce cas la chaux et les autres substances forment la scorie précitée. Par exemple, si on emploie un minerai de fer contenant environ 70% de fer, on peut employer un mélange de 2,06 tonnes de chaux, 1,44 t. de minerai et 0,91 t. de coke, pour obtenir 1 tonne de fonte fondue et ,on peut fondre 0,3 t. de riblons de fonte de moulage en même temps qu'on produit cette fonte de moulage.
<Desc/Clms Page number 5>
Si la matière de formation de la scorie n'est pas la matière première du ciment, elle peut être d'une nature quelconqué appropriée et doit être évidemment de nature à absorber le soufre ou autres impuretés du métal. La quantité à employer dépend de la nature et de la proportion d'impuretés à absorber. Par exemple, certains riblons de fer peuvent contenir jusqu'à 1% de soufre et on peut ajouter du carbonate de calcium pour former une scorie de sulfate de calcium.
Dans ce cas,la proportion effective théoriquement nécessaire, basée sur les poids moléculaires, est de 3,14% de carbonate de calcium pour absorber 1% de soufre, mais la proportion de carbonate de calcium doit toujours être-supérieure à la proportion théorique. En général, la proportion de matière de formation de la scorie peut atteindre 50% en poids des riblons métalliques. La finesse de la matière de formation de la scorie dépend de sa nature et de celle du métal. Par exemple le carbonate de calcium peut être ajouté sous forme de poudre ou de bouillie.
Il peut arriver qu'une certaine quantité des riblons métalliques dont on dispose, soit en morceaux, dont les dimensions ne sont pas assez petites ; exemple, ils peuvent contenir des objets en fragments ou des pièces moulées cassées. On peut leur faire prendre une forme convenable en les fondant en dehors du four, par exemple, dans un cubilot, et les refroidir ensuite de façon à obtenir des morceaux de petites dimensions.
D'une manière générale, le métal des riblons est très hétérogène et le procédé suivant l'invention permet ,d'obtenir un produit homogène avec ces riblons hétérogènes
<Desc/Clms Page number 6>
d'une manière particulièrement avantageuse.
Certains métaux en riblons, en particulier l'acier, ont es points de fusion si élevés, qu'il n'est pas commode, ni possible d'atteindre les températures élevées nécessaires dans le four. Zn général, la température de fonctionnement maximum dans la pratique est de 140C; à 1500 . Les riblons métalliques possédant un point de fusion plus élevé, peuvent être tr liés suivant l'invention en in roduisant du carbone dans le four avec le métal pour abaisser le point de fusion. Par exemple, si on traite des morceaux d'acier ou de fer pauvre en carbone, il convient d'ajouter une proportion de carbone suffisante pour augmenter la teneur en carbone de la chare fondue dans le four jusqu'à celle de la fonte de moulage normdle.
La flamme servant au chauffage peut être du même type que celle qu'on emploie dans les fours à ciment, que l'on fabrique ou non du ciment en même temps qu'on fond le métal. Cette flamme doit être de nature presque neutre, pour empêcher le métal fondu de s'oxyder.
Le dessin annexé représente un appareil dans lequel le procédé de l'invention peut être mis en pratique. Sur ce dessin, la figure 1 représente un four rotatif 1, à l'extrémité d'encrée duquel on fait arriver les matières premières du ciment, par un couloir 18, en provenance d'une trémie 16, par 1'intermédiaire d'une bable de distribution 17.
La trémie 16 et la: bable de distribution 17 sont .prévues plus particulièrement pour les matières premières du ciment à l'état sec ou pour d'autres matières de formation de la scorie à l'étatsec, mais on peut faire arriver au four rotatif d'une manière quelconque connue les matières premières du ciment à l'état humide, ou une matière de formation
<Desc/Clms Page number 7>
de la scorie sous forme de bouillie de chaux. Les copeaux de fonte de moulage sont amenés dans une trémie 14 et en tombent sur,une table de distribution 15, d'où ils se déversent dans le couloir 18. A l'extrémité de sortie 2 du four, se trouve une hotte 4, à travers laquelle passe le tuyau d'un brûleur 5.
On fait arriver de l'air et du charbon pulvérisé dans ce tuyau et on obtient une flamme dans l'extrémité de sortie 3 du four, où la température est d'environ 1400 à 1500 . Les gaz résultant-de cette combustion montent dans le four et en sortent pour entrer dans une chambre à poussières 12, d'où ils passent dans un carneau 13.
La fonte se chauffe avec la matière première du ciment en descendant dans le four 1, et au moment où elle arrive dans une zone de plus grand diamètre 2, la température est d'environ 1400 à 1500 , de sorte qu'elle fond et se rassemble dans cette zone, comme l'indique le tracé en pointillé de la figure 1, et la figure 2, qui est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1. La scorie formée par les matières premières du ciment, en s'échauffant et cuisant en s'agglomérant, absorbe les éléments à éliminer du fer, tels que le soufre, pendant le trajet descendant de la fonte et de la scorie dans le four. De plus, dans la zone de plus grand diamètre 2 la scorie recouvre la fonte fondue en formant une couche protectrice sur elle.
La fonte fondue sort par un trou 11,' dans un entonnoir 8, qui entoure une partie de surface inférieure du four, et qui de son côté fait passer la fonte fondue par un tuyau 2 dans un récipient 10. La coulée est évidemment intermittente, puisque la fonte ne peut couler par le trou 11 qu'une fois par tour du four, mais on peut rendre la coulée sensiblement continue, en disposant plusieurs trous 11. Le ciment continue son
<Desc/Clms Page number 8>
mouvement; en passant dans une portion de diamètre réduit 5 et sort dans un réfrigérant 6, de la manière habituelle.
Du réfrigérant 6, la scorie tombe sur un transporteur 7. On voit que l'air qui est aspiré à travers le réfrigérant 2. rotatif pour refroidir la scorie, peut être utilisé de la manière habituelle à titre d'air secondaire préchauffé dans le four rotatif, main une part ie de cet air peut aussi être empruntée d' ns la hotte 4 et être utilisée à titre d'air primaire dans le brûleur ou à toute autre fin.
La figure 3 est une vue latérale, avec coupe par- tiel@e d'une installation à utiliser lorsqu'on introduit du métal fondu dans le Four en vue de l'y affiner. L'installation comprend un four rotatif, divisé en deux parties 19 et 20. La matière première du ciment arrive dans la partie supérieure 19 par un tuyau d'alimentation 21. L'air et le combus- tible arrivent par un tuyau 22 de brûleur, qui traverse une hotte 23 et pénètre dans l'extrémité de sortie 24 de la partie inférieure 20, de façon à former une flamme, tandis que les produits de la combustion circulent en montant dans le four, de la manière habituelle, dans la cuisson du ciment.
Pendant leur passage en descendant dans le four, les matières premières du ciment Cent et s'agglomèrent en cuisant.
La partie supérieure 19 du four pénètre dans une chambre intermédiaire réfractaire ±2., et lorsque les matières premières atteignent cette chambre, leur température est de l'ordre de 1400 à 1500 , c'est-à-dire plus él vée que le ; oint de fusion de la fonbe de moulage. Les riblons de fonte de moulage, précédemment fondus au cubilot, ou les autres métaux à affiner sont introduits par un entonnoir 26 au sommet dela chambre 25, puis circulent en descendant dans la
<Desc/Clms Page number 9>
partie inférieure 20 du four avec la matière première du ciment.
Le métal fondu, une fois affiné, sort du four de la même manière que. sur les figures 1 et 2.
Il doit être entendu que le four rotatif peut comporter des éléments de transmission de la chaleur d'un type quelconque, tels que des chaînes, des plaques, ou similaires, pour transmettre d'une manière plus efficace la chaleur des gaz de la combustion aux matières à traiter. De la même manière, on peut employer des éléments de préchauffage d'un type quelconque approprié, tels .qu'une grille mécanique, une grille inclinée, un tambour rotatif ou similaire.