BE489112A - - Google Patents

Description

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  Procédé pour l'élaboration de minerais et spécialement de minerais de fer. 



   L'invention se rapporte à un procédé pour l'élabora- tion de minerais, spécialement de minerais de fer. Dans l'état actuel de la sidérurgie on emploie des hauts-fourneaux ou des fours à cuve dont la charge présente une hauteur de 20 à 30 mè- tres. Cette disposition résulte de ce qu'on a toujours cherché à obtenir une réduction indirecte poussée aussi loin que possi- ble des oxydes de fer et à utiliser dans la plus grande mesure possible la chaleur des gaz du four provenant des zones de ré- duction et de carbonisation.

   La grande hauteur de la charge a néanmoins pour effet d'exercer une très forte pression sur les parties inférieures de la charge, ce qui nécessite une très      

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 grande résistance de celles-ci; en outre, il faut que le mé- lange soit constitué de morceaux suffisamment gros pour per- mettre un passage facile et uniforme du vent. Lorsqu'il s'agit de fines de minerais on peut satisfaire à cette condition en les agglomérant; quant aux combustibles on est obligé d'employer du coke métallurgique, c'est-à-dire un coke de gros calibre et très dur. Toutefois, on sait que les charbons qui conviennent à la fabrication d'un coke de ce genre ne se trouvent que dans quel- ques gisements et qu'il existe de nombreuses régions du globe où ce charbon fait défaut. 



   L'invention permet de résoudre le problème qui vise à effectuer l'élaboration également au moyen de combustibles qui sont impropres à la fabrication de cokes de gros calibre et de très grande dureté, en utilisant un agent auxiliaire qu'on ob- tient continuellement pendant l'élaboration même.

   La solution consiste à donner à la charge une hauteur d'environ 1,50 m.à 3 m. comptée à partir du plan des tuyères, à comprimer le com- bustible conjointement avec le minerai ou une partie du mine- rai, sous forme de briquettes, de préférence ovoïdes, à élaborer celles-ci après leur introduction dans le four à cuve, à éliminer les poussières des gaz et vapeurs sortant du four, dans une cham- bre de dépoussiérage ou dans une autre installation d'épuration, à traiter ensuite les vapeurs dans une première installation de condensation pour obtenir partiellement un goudron présentant à 15 C une consistance allant de la fluidité épaisse à l'état solide, (appelé goudron épais) et à précipiter les vapeurs qui en sont retirées dans une seconde installation de condensation pour obtenir un goudron très fluide,

   et à utiliser le goudron épais comme agglomérant pour les briquettes. 



   Comme combustible on peut dans ce procédé employer en ordre principal des charbons impropres à la fabrication du 

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 coke métallurgique, c'est-à-dire par conséquent ceux qui sont difficilement cokéfiables (charbons qui s'agglomèrent difficile- ment). Parmi ceux-ci on peut citer par exemple les charbons de la Sarre, de même que beaucoup de charbons français, en parti- culier les charbons du Bassin de Lorraine. 



   L'invention se base notamment sur le fait qu'il est possible d'effectuer aussi bien une carbonisation à basse tempé- rature qu'une élaboration proprement dite dans un haut-fourneau ou un four à cuve où la hauteur de la charge est extraordinaire- ment faible. Les températures des gaz de gueulard sont encore toujours dans ces conditions maintenues dans'des limites admis- sibles. La faible hauteur de la charge permet l'emploi d'un four à cuve de hauteur réduite et par conséquent de construction peu coûteuse. En conséquence, il n'est plus nécessaire   d'ame-   ner les matières à élaborer à une aussi grande hauteur que d'habitude. Enfin, la pression du vent peut aussi être nota- blement plus faible que jusqu'ici, de telle sorte qu'en fin de compte ce procédé donne lieu à une réduction sensible du coût de l'opération connue au haut-fourneau. 



   Un autre avantage de l'invention réside dans le fait qu'on n'est plus forcé comme pour la fabrication du coke métal- lurgique d'employer un charbon ayant subi une préparation très poussée, dont la teneur en cendres est de 6 à   8%   au maximum. 



  On peut même, dans beaucoup de cas, traiter du charbon qui n'a subi aucune préparation. Il n'est pas non plus nécessaire de pousser très loin la pulvérisation comme travail de préparation pour le briquetage. On peut, au contraire, obtenir une bonne composition et une bonne agglomération des briquettes en employant un combustible, par exemple de la houille, d'un calibre de 0 à 
5 mm. Pour le minerai, on peut même admettre des dimensions un peu plus grandes, par exemple 0 à environ 10 mm. Les briquettes sont fabriquées dans une presse à cylindres, de préférence sous une forme ovoïde; mais lorsqu'on emploie d'autres formes, il   est   avantageux d'arrondir les arêtes et les angles, et éven- 

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 tuellement aussi les surfaces externes des briquettes. 



   L'invention donne en outre la possibilité d'employer un agglomérant qui se présente d'une manière constante pendant l'exécution du nouveau procédé sur une échelle industrielle. 



  Les briquettes qui sont introduites dans le four d'élaboration sont soumises à une carbonisation notamment à la partie supé- rieure du four. On rend utilisable les gaz et vapeurs qui en sont retirés, en les faisant passer d'abord dans une chambre de dépoussiérage ou une installation de dépoussiérage analogue. 



  Une notable partie de la poussière y est précipitée. On traite ensuite les vapeurs dans une première installation de condensa- tion et on les précipite en partie jusqu'à obtention d'un gou- dron de consistance variant entre l'état de fluidité épaisse et l'état solide à environ 15 C. (goudron épais). Toutefois ce goudron n'est pas seul précipité dans cette installation de condensation, mais la plus grande partie des poussières restantes l'est en même temps que lui. Les vapeurs extraites sont préci- pitées dans une seconde installation de condensation sous forme d'un goudron de fluidité liquide. Ce second goudron peut être transformé d'une manière connue en soi, par distillation frac-   tionnée   en des produits vendables, par exemple la benzine, l'huile Diesel, etc.

   Par contre, le goudron épais est très forte- ment souillé par les poussières et dans les conditions ordinaires un traitement de cette matière en vue de la rendre utilisable économiquement ne serait pas rémunérateur. Toutefois l'inven- tion donne les moyens de pouvoir utiliser de nouveau cette ma- tière, du fait qu'on la mélange avec le minerai et le charbon avant le briquetage. Si c'est nécessaire on chauffe le mélange par des moyens connus et on le transforme, dans des presses appro- priées, par exemple des presses à cylindres, en briquettes ovoïdes. 



   Par suite de la faible hauteur du four d'élaboration   @   

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 on évite que les briquettes ne se ramollissent facilement, s'agglutinent entre elles et cokéfient. Le chauffage des bri- quettes s'effectue notamment si rapidement qu'il se forme im- médiatement un conglomérat de coke par la houille et le goudron épais et que cette structure confère aux briquettes une résis- tance suffisante, de telle sorte que celles-ci peuvent arriver jusqu'à la partie inférieure du four à l'état solide. 



   La quantité de goudron épais qu'on emploie pour le briquetage est d'environ 4 à   5%   du mélange total. 



   Dans le procédé suivant l'invention, la réduction et la fusion s'effectuent très facilement et efficacement car le coke fraîchement produit est très réactif. Ceci a également pour conséquence que dans beaucoup de cas on n'est pas forcé, comme dans le haut-fourneau,de chauffer le vent préalablement. 



  On peut au contraire opérer dans le procédé suivant l'inven- tion également au moyen d'air froid. Le bon fonctionnement du nouveau procédé est dû   notamment   à   l'uniformité   du calibre de la charge. La réduction s'effectue d'autant mieux que les morceaux sont plus petits et plus uniformes. D'autre part, pour des raisons d'ordre pratique, on ne doit pas dépasser une grosseur déterminée, sans cela il se produirait facilement aussi une obstruction du four. La grosseur des briquettes qui convient le mieux est d'environ 40 cm3. Pour autant qu'il n'est pas incorporé dans les briquettes, le minerai est employé en morceaux, par exemple de forme à peu près cubique, d'environ 35 mm. de côté jusqu'à des morceaux d'environ 10 mm. de côté. 



   La faible hauteur de la charge du four à cuve a pour effet de rendre le chauffage des briquettes introduites très rapide. Ceci a une grande importance, spécialement lorsqu'on emploie des charbons difficilement cokéfiables, qui sont donc impropres à la fabrication du coke métallurgique. En cas de chauffage rapide le faible pouvoir de cokéfaction notamment est 

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 maintenu jusqu'à ce que le charbon soit cokéfié et qu'il se soit ainsi constitué une structure solide. 



   L'élaboration peut aussi se faire très favorablement dans un four à chemise d'eau. Celui-ci se caractérise par une construction très simple et par une grande sécurité de fonction- nement. Il ne peut y avoir de corrosion de la chemise d'eau en fer parce que la scorie qui se forme pendant la réduction et la fusion adhère aux parois latérales refroidies et constitue ainsi une couche protectrice. La chemise d'eau peut être aménagée soit sur toute la hauteur de la cuve, soit seulement sur   l'éten-   due de la zone de réduction et de la zone de fusion. Dans ce dernier cas,la partie supérieure de la cuve est en maçonnerie. 



   Il est également recommandable d'ajouter de l'oxygène au vent du four et, pour des raisons d'économie d'employer de l'oxygène industriel qui possède une teneur en 02 d'environ 95%. 



  L' avantage du vent à forte teneur en oxygène réside, comme on le sait, dans le fait que les gaz de gueulard possèdent une te- neur en azote notablement plus faible que jusqu'à présent, que leur pouvoir calorifique est par conséquent plus élevé et qu'ils peuvent ainsi servir notamment de matière première pour la fa- brication d'agents moteurs synthétiques par le procédé Fischer- Tropsch. On peut aussi employer de l'oxygène naturel mais dans ce cas on l'emploiera de préférence à l'état impur, dont la te- neur en 02 est de 80 à   95%.   L'emploi d'oxygène a pour effet, il est vrai, de donner lieu à des pertes thermiques élevées par suite des hautes températures du four.

   Toutefois, dans le pro- cédé suivant l'invention les hautes températures sont utilisées avantageusement pour atteindre le second objectif de ce procédé, c'est-à-dire la réduction et la fusion du fer. Par conséquent on peut par ce moyen produire le gaz synthétique beaucoup plus éco- nomiquement qu'au gazogène.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour l'élaboration de minerais, en parti- culier de minerais de fer dans un four à cuve, caractérisé en ce que la hauteur de la charge, comptée à partir du plan des tuyères, est d'environ 1,50 à 3 mètres, en ce que le combustible est comprimé conjointement avec le minerai ou une partie de celui- ci, sous forme de briquettes, de préférence ovoïdes, en ce que celles-ci après leur enfournement dans le four à cuve sont sou- mises à l'élaboration par l'emploi de vent chaud, en ce que les gaz et vapeurs s'échappant du four sont dépoussiérés dans une chambre de dépoussiérage ou une autre installation d'épuration, en ce que les vapeurs sont alors traitées dans une première installation de condensation et précipitées en partie en un gou- dron de consistance variant de l'état de fluidité épaisse à l'état solide à 15 C,

   (appelé goudron épais) de même que les vapeurs qui s'en échappent sont précipitées dans une seconde installa- tion de condensation sous forme d'un goudron de fluidité liquide, et en ce que le goudron épais est utilisé comme agglomérant pour les briquettes.

   2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on emploie comme combustible un charbon impropre à la fabrication du coke métallurgique,comme par exemple les charbons de la Sarre, beaucoup de charbons français, et spécialement les charbons du Bassin de Lorraine.

   3. - Procédé suivant la revendication 1 ou 2, dans lequel une partie du minerai est employée pour les briquettes, caractérisé en ce que l'autre partie est chargée dans le four à cuve sous forme de morceaux dont la grosseur est la même que celle des briquettes. <Desc/Clms Page number 8>

   4. - Procédé suivant la revendication 1, 2 ou 3, caracté- risé en ce qu'en plus du goudron épais on emploie aussi de la marne ou de la chaux éteinte comme agglomérant supplémentaire.

   5.- Procédé suivant la revendication 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce qu'au lieu de vent chaud on emploie de l'air qui n'a pas été chauffé.

   6. - Procédé suivant la revendication 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce qu'on mélange de l'oxygène au vent insufflé dans le four.

   7. - Procédé suivant la revendication 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caractérisé en ce qu'au lieu d'air chaud ou d'air non chauffé on emploie de l'oxygène industriel.

   8. - Procédé suivant les revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7,caractérisé par l'emploi d'un four à chemise d'eau.