BE489114A

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Publication number: BE489114A
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Description

       

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  Procédé pour l'élaboration de minerais, par exemple de minerais de fer. 



   L'invention se rapporte à un procédé pour l'élaboration de minerais, et spécialement de minerais de fer. Elle a pour but principal de simplifier les fours d'élaboration et d'éviter la co- kéfaction du combustible qui se faisait auparavant dans des fours à coke spéciaux. Le procédé suivant l'invention permet également d'obtenir les mêmes produits liquides, et éventuellement aussi gazeux, par la carbonisation à basse température ou la cokéfaction du com- bustible. 



   On résout ce problème suivant l'invention en briquetant du minerai fin avec du combustible de fin calibre et en agglomérant constitué par exemple de marne, de chaux éteinte ou de brai et en enfournant ces briquettes dans le four, en donnant à la charge une hauteur d'environ 1,50 à 3 mètres comptée à partir du plan des tuyères, en établissant la section du four de telle façon que ladis-   @   

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 tance entre des tuyères disposées en regard l'une de l'autre ne dépasse pas 2m., en refoulant de l'air chaud par les tuyères, en construisant le four sous forme de cubilot à goulotte de coulée, relié à un ou plusieurs avant-creusets par une goulotte, et en procédant périodiquement à la coulée du fer qui s'accumule dans le ou les avant-creusets. 



   Le mode de fonctionnement habituel du haut-fourneau, où une quantité notable de fer liquide s'accumule constamment à la partie inférieure du four, offre l'inconvénient qu'au moment où l'on procède à la coulée périodique du fer il se produit chaque fois une descente brusque de la charge. Au contraire, le procédé suivant l'invention présente l'avantage de ne donner lieu qu'à de faibles fluctuations de la hauteur de la charge et par conséquent à de faibles variations dans les conditions de température et de pression du four. 



   Suivant une autre caractéristique de l'invention, la charge est amenée au four uniformément, en quantités correspondant à la masse d'enfournement, par exemple au moyen d'un sas. Un autre mode d'exécution de l'invention consiste à munir le four d'un tube de chargement raccordé à la partie supérieure à une trémie ou une soute, et à introduire dans le tube de chargement entre la trémie et l'embouchure,un gaz exempt d'oxygène, par exemple de l'azote. 



  On peut aussi rendre l'embouchure du tube de chargement ajustable dans le sens de la hauteur, au moyen d'un second tuyau télescopi- que, de manière à pouvoir faire varier la hauteur de la charge. 



   Dans les hauts-fourneaux connus, le chargement au gueu- lard se fait par à-coups, ce qui provoque chaque fois des variations brusques dans les conditions de pression et de température au gueu- lard. Grâce à d'autres dispositions conformes à l'invention on ar- rive au contraire à maintenir toujours constante la hauteur de la charge dans le four. 



  Du fait que dans le cubilot à rigole suivant l'invention 

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 il se produit un écoulement régulier de la fonte et des scories, on évite le glissement périodique brusque de la charge qui se pro- duit dans le fonctionnement habituel des hauts-fourneaux. Ceci présente un avantage tout-à-fait particulier dans le four à cuve à faible hauteur de la charge d'environ 1,50 à 3 m. qui fait l'ob- jet de l'invention. 



   L'exécution du four à cuve sous forme d'un cubilot à goulotte offre aussi l'avantage que le traitement des briquettes mixtes ne donne pas lieu dans la zone des tuyères à un lit de coke au travers duquel les scories tombent en grosses gouttes, parce qu'ici la fusion de la scorie et de la fonte et la combustion du carbone s'effectuent,dans le plan même des tuyères. Dans ces con- ditions, les petites gouttes de fer sont chassées très facilement par le vent à travers le trou de coulée des scories, de telle sor- te que celles-ci n'entraînent pas des quantités de fer importantes. 



   Le rassemblement de la fonte et des scories à l'extérieur du four à cuve dans l'avant-creuset offre encore l'avantage supplé- mentaire de permettre en cas de fusion par le procédé acide ou se- mi-acide de minerais de fer pauvres, une désulfuration très aisée de la fonte à l'extérieur du four à cuve par l'introduction dans la goulotte d'écoulement des scories ou dans l'arrivée des scories et de la fonte dans l'avant-creuset, de soude ou de chaux éteinte, finement broyée, ce qui confère à la scorie la basicité nécessai- re à la désulfuration. 



   Suivant une autre caractéristique de l'invention on peut chauffer l'avant-creuset, dans le cas où pour de grandes quan- tités d'additions basiques un supplément de chaleur serait néces- saire. 



   Le dessin annexé représente un exemple d'exécution de l'installation dans laquelle est conduit le procédé. Les briquettes qui sont formées de minerais de fin calibre en mélange avec du charbon de petit calibre additionné de marne comme agglomérant sont chargées dans la trémie a . De là elles arrivent par le tube 

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 de   chargement b   dans le four à   cuve ç, .   La marche est assurée de telle façon que la trémie soit toujours remplie. La colonne de briquettes qui se trouve dans le tube de chargement assure une fermeture pratiquement suffisante du four.

   Toutefois pour empêcher en tout cas que de l'air puisse pénétrer dans le four par le tuyau de chargement b, on introduit par le tube d, qui est de préféren- ce pourvu d'un organe d'étranglement, des gaz d'échappement re- froidis et dégoudronnés qui proviennent du four à cuve, en les re- foulant sous une légère pression, par exemple au moyen d'une souf- flerie centrifuge. Deux tuyaux d'échappement y sont aménagés dans la calotte f du four pour les gaz du gueulard et les gaz de carbo- nisation. La hauteur de la charge à partir des tuyères h jusqu'au bord supérieur de la cuve du four est d'environ 1,50 à 3 mètres. 



  A la partie inférieure du four se trouve un trou de coulée i, au- quel est raccordéeune goulotte k . La figure montre que le four est construit sous forme de cubilot à goulotte de coulée. Les sco- ries et le fer s'écoulent donc par le trou de coulée d'une façon continue. 



   La goulotte k débouche dans un avant-creuset m qui pos- sède à la partie inférieure un trou de coulée n pour le fer. En ou- tre, il est encore pourvu d'un trou de coulée o pour la scorie. Il est muni à la partie supérieure d'un couvercle p. Au milieu de ce dernier se trouve un brûleur à gaz q. Les gaz chauds s'échappent par un ou plusieurs tuyaux 1: . Sur la goulotte d'écoulement des sco- ries k est disposé un tuyau s ouvert dans le bas et raccordé à sa partie supérieure à une trémie t . Dans ce tuyau est montée une roue à   compartiments u   qui permet une arrivée régulière de la sou- de depuis la trémie t . Cette soude se mélange dans la goulotte k au fer et à la scorie et provoque l'élimination du soufre du fer liquide. 



   Au lieu du tube de chargement représenté, on peut aussi aménager dans le dispositif d'alimentation du four, un sas   comman-   dé automatiquement par un tâteur monté dans le four, par exemple en 

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 établissant le sas sous forme de roue à compartiments et en l'ac- tionnant par un moteur électrique. Le tâteur enclenche alors auto- matiquement le moteur, dès que la surface supérieure de la charge est descendue au-dessous d'un niveau déterminé. La colonne de char- ge augmente lorsque la roue à compartiments est actionnée, et aus- sitôt qu'elle a atteint un certain niveau, le tâteur est soulevé dans une mesure telle qu'il interrompt l'admission du courant au moteur électrique. On peut établir le tâteur de telle manière que la hauteur de colonne de la charge ne varie alors que dans de fai- bles limites. 



   Ainsi qu'il a été dit ci-dessus, du-gaz du gueulard est introduit par le   tuyau .s   après avoir été refroidi et dégoudronné dans une installation de condensation. 



   Le briquetage se fait de préférence dans des presses à agglomérés ovoïdes. Si le minerai et le charbon de houille ne sont pas déjà en morceaux ou grains de fin calibre à l'état naturel ou s'ils n'ont pas été réduits dans les procédés de production,ils doivent être broyés avant le briquetage, de préférence jusqu'à ob- tention d'un calibre d'environ 0 à 6 mm. et au maximum de 10 mm environ. Ils sont ensuite mélangés à un agglomérant, par exemple delà marne, de la chaux éteinte ou du brai, après quoi on leur don- ne la forme voulue dans les presses. 



   Lorsqu'on introduit les briquettes dans le four il se produit immédiatement une carbonisation à basse température du combustible, et les gaz de carbonisation s'échappent par les tuyaux g conjointement avec les gaz du gueulard proprement dits. Ce mé- lange de gaz est alors amené dans une installation de condensation de préférence après avoir traversé une installation de dépoussiéra- ge. Dans cette installation les produits de la carbonisation à l'é- tat de vapeurs sont précipités et retirés à l'état liquide. 



   De cette manière on retire du four à cuve non seulement des gaz de gueulard qui se composent de CO et CO2 etc. mais encore des produits de carbonisation de grande valeur. En outre, les gaz 

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 de gueulard acquièrent par suite de leur mélange avec les gaz de carbonisation une puissance calorifique notablement plus élevée que les gaz de gueulard de hauts-fourneaux habituels. 



   Comme charbon on peut employer un charbon qui ne con- vient pas à la fabrication du coke métallurgique. Toutefois l'em- ploi des combustibles utilisables pour la réalisation de l'inven- tion n'est pas limité à ce charbon. 



   REVENDICATIONS 
1.- Procédé pour l'élaboration de minerais, spécialement de minerais de fer, dans un four à cuve, caractérisé en ce que des fines de minerais en mélange avec des fines d'un combustible et avec un agglomérant, qui peut être constitué par exemple de marne, de chaux éteinte ou de brai, sont introduites dans le four sous forme de briquettes et en ce que la hauteur de la charge, à partir du plan des tuyères, est d'environ 1,50 à 3m., en ce que la sec- tion transversale du four est établie de telle manière que la dis- tance séparant des tuyères en regard l'une de l'autre ne dépasse pas 2 m.

   environ, que les tuyères sont alimentées en vent chaud, en ce que le four est construit sous forme de cubilot et raccordé par une goulotte à un avant-creuset et en ce qu'on effectue pério- diquement la coulée du fer qui se rassemble dans le ou les avant- creusets.



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  Process for the production of ores, for example iron ores.



   The invention relates to a process for the production of ores, and especially iron ores. Its main purpose is to simplify the production furnaces and to avoid the fuel coketing which was previously done in special coke ovens. The process according to the invention also makes it possible to obtain the same liquid products, and optionally also gaseous products, by carbonization at low temperature or coking of the fuel.



   This problem is solved according to the invention by briquetting fine ore with fine caliber fuel and by agglomerating, for example, consisting of marl, slaked lime or pitch and by placing these briquettes in the oven, giving the load a height of about 1.50 to 3 meters counted from the plane of the nozzles, establishing the section of the furnace in such a way that ladis- @

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 tance between the nozzles arranged opposite one another does not exceed 2m., by pushing hot air through the nozzles, by constructing the furnace in the form of cupola with a pouring chute, connected to one or more before -crucibles through a chute, and periodically pouring the iron which accumulates in the pre-crucible (s).



   The usual mode of operation of the blast furnace, where a significant quantity of liquid iron constantly accumulates in the lower part of the furnace, offers the disadvantage that when the periodic casting of the iron is carried out, it occurs. each time a sudden descent of the load. On the contrary, the process according to the invention has the advantage of giving rise only to small fluctuations in the height of the load and consequently to small variations in the temperature and pressure conditions of the furnace.



   According to another characteristic of the invention, the load is brought to the oven uniformly, in quantities corresponding to the weight of the charging, for example by means of an airlock. Another embodiment of the invention consists in providing the furnace with a loading tube connected at the top to a hopper or a hold, and in introducing into the loading tube between the hopper and the mouth, a oxygen-free gas, for example nitrogen.



  It is also possible to make the mouth of the loading tube height adjustable by means of a second telescopic pipe so as to be able to vary the height of the load.



   In the known blast furnaces, the charging at the mouth is done in spurts, which each time causes abrupt variations in the conditions of pressure and temperature at the mouth. By virtue of other arrangements in accordance with the invention, on the contrary, it is possible to keep the height of the load in the furnace constant.



  Because in the cupola with channel according to the invention

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 there is a regular flow of the cast iron and the slag, the sudden periodic sliding of the load which occurs in the usual operation of blast furnaces is avoided. This has a very particular advantage in the shaft furnace with a low load height of about 1.50 to 3 m. which is the subject of the invention.



   The execution of the shaft furnace in the form of a chute cupola also offers the advantage that the treatment of the mixed briquettes does not give rise in the zone of the tuyeres to a coke bed through which the slag falls in large drops, because here the melting of the slag and the cast iron and the combustion of carbon take place in the plane of the nozzles. Under these conditions, the small drops of iron are blown away very easily by the wind through the slag taphole, so that the slag does not entrain large quantities of iron.



   The gathering of the cast iron and the slag outside the shaft furnace in the fore-crucible still offers the additional advantage of allowing iron ores to be melted by the acid or semi-acid process poor, very easy desulphurization of the cast iron outside the shaft furnace by the introduction into the slag flow chute or into the arrival of the slag and the cast iron in the fore-crucible, soda or of finely ground slaked lime, which gives the slag the basicity necessary for desulphurization.



   According to another characteristic of the invention, it is possible to heat the fore-crucible, in the event that, for large quantities of basic additions, additional heat is necessary.



   The appended drawing represents an exemplary embodiment of the installation in which the process is carried out. The briquettes which are formed of fine grade ores mixed with small caliber coal with the addition of marl as a binder are loaded into hopper a. From there they come by the tube

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 loading b in the shaft furnace ç,. The operation is guaranteed in such a way that the hopper is always full. The column of briquettes in the loading tube ensures practically sufficient closure of the oven.

   However, to prevent in any case that air can enter the oven through the charging pipe b, is introduced through the pipe d, which is preferably provided with a throttle member, exhaust gases cooled and de-tar which come from the shaft furnace, by re-blowing them under a slight pressure, for example by means of a centrifugal blower. Two exhaust pipes are fitted there in the cap f of the furnace for the top gases and the carbonization gases. The height of the load from the nozzles h to the upper edge of the furnace vessel is approximately 1.50 to 3 meters.



  At the bottom of the furnace there is a tap hole i, to which a chute k is connected. The figure shows that the furnace is constructed as a cupola with a pouring chute. Slag and iron therefore flow through the taphole in a continuous fashion.



   The chute k opens into a fore-crucible m which has at the lower part a tap hole n for the iron. In addition, it is also provided with a tap hole o for the slag. It is fitted at the top with a cover p. In the middle of the latter is a gas burner q. The hot gases escape through one or more pipes 1:. A pipe s open at the bottom and connected at its upper part to a hopper t is disposed on the scoring chute k. In this pipe is mounted a wheel with compartments u which allows a regular arrival of the sulfur from the hopper t. This soda mixes in the chute k with the iron and the slag and causes the sulfur to be removed from the liquid iron.



   Instead of the loading tube shown, it is also possible to fit in the furnace supply device, an airlock controlled automatically by a feeler mounted in the furnace, for example by

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 setting up the airlock in the form of a wheel with compartments and operating it by an electric motor. The feeler then automatically engages the motor, as soon as the upper surface of the load has dropped below a determined level. The load column increases when the compartment wheel is actuated, and as soon as it has reached a certain level the feeler is lifted to such an extent that it interrupts the supply of current to the electric motor. The feeler can be set up in such a way that the column height of the load then varies only within small limits.



   As has been said above, gas from the top is introduced through the pipe after having been cooled and de-tar in a condensing installation.



   The briquetting is preferably done in egg-shaped chip presses. If the coal ore and coal are not already naturally lumpy or fine grain or if they have not been reduced in production processes, they should be ground prior to briquetting, preferably until a caliber of about 0 to 6 mm is obtained. and a maximum of approximately 10 mm. They are then mixed with a binder, for example marl, slaked lime or pitch, after which they are given the desired shape in the presses.



   When the briquettes are introduced into the kiln there immediately occurs a low temperature carbonization of the fuel, and the carbonization gases escape through the pipes g together with the top gases themselves. This gas mixture is then brought into a condensation installation, preferably after having passed through a dedusting installation. In this installation, the products of carbonization in the vapor state are precipitated and removed in the liquid state.



   In this way, not only top gases which consist of CO and CO2 etc. are removed from the shaft furnace. but still very valuable carbonization products. In addition, gases

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 top gases acquire as a result of their mixture with carbonization gases a calorific power significantly higher than the top gases of conventional blast furnaces.



   As coal, a coal which is not suitable for the manufacture of metallurgical coke can be employed. However, the use of fuels which can be used for carrying out the invention is not limited to this coal.



   CLAIMS
1.- Process for the production of ores, especially iron ores, in a shaft furnace, characterized in that mineral fines mixed with fuel fines and with a binder, which can be constituted by example of marl, slaked lime or pitch, are introduced into the kiln in the form of briquettes and in that the height of the charge, from the plane of the nozzles, is approximately 1.50 to 3m., in this that the transverse section of the furnace is established in such a way that the distance separating the facing nozzles from one another does not exceed 2 m.

   approximately, that the tuyeres are supplied with hot wind, in that the furnace is constructed in the form of cupola and connected by a chute to a fore-crucible and in that the casting of the iron which collects in the pre-crucible (s).

Claims

2. - Method according to claim 1, characterized in that the load is fed uniformly to the oven in quantities corresponding to the charging, for example by an airlock.

3. - Method according to claim 1, characterized in that the furnace is provided with a loading tube preferably adjustable in height, which is connected at its upper part to a hopper or a hold and in that a Oxygen-free gas, eg top gas, is introduced into the charging tube between the collecting tank and the outlet or mouth.

\ <Desc / Clms Page number 7> 4. - Process according to claim 1, 2 or 3, wherein the melting of the cast iron is carried out by the acid or semi-acid process, characterized in that soda or finely ground slaked lime is introduced, preferably in a continuous manner in the chute which connects the shaft furnace to the fore-crucibles.

5. - Process according to claim 1, 2, 3 or 4, charac- terized in that the pre-crucible or crucibles are heated.

6. - A method according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, characterized in that the fuel is used hard coal not suitable for the manufacture of metallurgical coke, for example coal from the Saar or Lorraine basin.

7. A method according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6, characterized in that the fuel and ore briquettes have a maximum volume of 100 cm3.

8. - Method according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, characterized in that the briquettes are ovoid or of another rounded shape 9. - Process according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8, characterized in that only part of the ore is transformed into briquettes, the other part remaining in the state of mor- calves, which are loaded into the shaft oven at about the same size as the briquettes.

10. - The method of claim 1, 2, 3, 4,5, 6, 7, 8 or 9, characterized in that the shaft furnace has a rectangular section, the smallest side of which does not exceed a length of two meters, and the nozzles are arranged on the longest sides of the rectangle.

11. A method according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10, characterized in that the shaft furnace is established in the form of a water jacket furnace.

12. - The method of claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, <Desc / Clms Page number 8> 8, 9, 10 or 11, characterized in that unheated air is used for the wind.

13. - Process according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 or 12, characterized in that oxygen is mixed with the wind from the oven.

14.- The method of claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 or 13, characterized in that instead of heated air or not is used like industrial oxygen wind.

15. - The method of claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 or 14, characterized in that the gases and vapors escaping from the oven are brought to a condensing plant in order to precipitate the carbonization products formed in the furnace