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PROCEDE ET APPAREILLAGE POUR LA PRODUCTION DE FER, PAR REDUCTION DANS UN FOUR
TUBULAIRE ROTATIF DE MINERAIS DE FER.
Le présent brevet a pour objet un procédé et appareillage pour la production de fer ou d'alliages à base de fer, par réduction dans un four tubulaire rotatif de minerais de fer contenant le.cas échéant des métaux volatilisables,
En vue de produire du fer ,ou des alliages à base de ce corps, à partir de minerais de fer, on connait le procédé de réduction directe au cours duquel le minerai, soumis à un traitement réducteur et oxydant, est réduit dans un four tubulaire rotatif en fer métallique, en suspension dans le laitier, se présentant toutefois sous forme solide, c'est-à-dire sous forme de loupes.
Afin de pouvoir utiliser ultérieurement les loupes de fer, ce mode de travail implique un traitement magnétique onéreux grâce auquel sont séparés le laitier et les loupes Celles-ci sont alors soit directement transfàr- mées en acier, soit carburées en fonte dans le haut-fourneau. On a aussi utilisé un four rotatif à chargement continu pour produire du fer à partir du minerai de fer, processus où le fer est produit à l'état liquide. Ce mode de travail requiert toutefois une consommation élevée de combustible et ne permet que des rendements relativement faibles.
On a trouvé .maintenant que l'on peut extraire du fer ou des alliages de fer de façon avantageuse dans un four tubulaire rotatif, avec production de fer liquide, si on a recours à un four de ce genre pourvu d'un système de refroidissement indirect dans la zône de fusion. Ce mode de travail constitue un progrès important comparativement au procédé Basset au cours duquel il est également travaillé avec un four tubulaire rotatif et production de fer liquide. Toutefois, ce procédé échoua par le fait que le revêtement du four était soumis à de sérieuses attaques dues aux températures relativement élevées mises en oeuvre, de telle sorte qu'il n'a pu non plus s'introduire dans la pratique.
Etant donné que conformément à l'invention, il est fait
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usage d'un four tubulaire rotatif muni d'un système de refroidissement indirect, il se forme à la paroi intérieure du four une couche de laitier solidifié qui protège le revêtement du four contre réchauffement. Le refroidissement, ayant lieu, conformément à l'invention, de façon indirecte dans la zône de fusion du four tubulaire rotatif, peut s'obtenir par exemple de la façon suivante : à cet endroit, on prévoit sur la paroi intérieure du four, des tubes de refroidissement parcourus par un agent liquide - on y fait par exemple circuler de l'eau - de telle manière que le laitier se solidifie et se fige tout autour des tubes de refroidissement : il se forme ainsi, une couche de laitier solide résistant aux attaques.
En vue de la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, on enfourne de façon continue dans le four tubulaire rotatif un mélange de résidus de pyrites et de menu coke, qui parcourt le four à contre-courant des gazchauds. Après chauffage préalable par les gaz, cette matière arrive dans la zône de réduction, dans laquelle, à des températures de quelque 1100 - 1400 C, a lieu la réduction en fer liquide. En règle générale, le carbone contenu dans la charge suffit pour carburer le fer en fonte. A l'extrémité du four se rassemble le fer fondu qui peut être évacué par un trou. de coulée prévu par exemple latéralement. Grâce à la rotation continue du four, on arrive en outre à ce que les gouttelettes de fer en suspension dans le laitier s'égouttant de celui-ci et se réunissent au bain métallique.
Si les minerais de fer contiennent des métaux volatilisables, on réussit, dans le cas du procédé conforme à l'invention, à précipiter ceux-ci., respectivement leur? combinaisons, par exemple les oxydes ou les sulfures, au moyen d'installations appropriées, par exemple des dispositifs mécaniques ou électriques d'épuration des gaz. Ceci revêt par exemple une importance particulière lorsque les minerais ou les résidus de pyrites contiennent du zinc et du plomb qui peuvent alors être récupérés sous forme de poussières riches.
Dans ce cas, le procédé conforme à l'invention se présente par exemple comme suit :
On mélange 30% de menu coke à des résidus de pyrites titrant envi - ron 10%Zn, 0,5% Pb et 40% Fe, et on charge le tout dans un four tubulaire rotatif. Par son extrémité d'évacuation, le four est chauffé au charbon pulvérisé, de telle façon qu'il se prédente en cet endroit des températures comprises entre 1100 et 1400 C, Lors du passage de la charge au travers du four a lieu la séparation du zinc et du plomb comme dans le cas du grillage (Wälz- verfahren : hobbing process @ grillage avec mouvement tournant de la matière), tandis que le fer liquide se rassemble à l'extrémité du four.
Grâce à la rotation continuelle du four, le fer fondu en suspension dans le laitier s'égoutte de celui-ci et vient se joindre au fer fondu se trouvant à la partie inférieure du four. Au côté évacuation du four. le fer est évacué par un trou de coulée prévu latéralement par exemple, tandis que le laitier quitte le four de façon continue à l'état pâteux ou liquide.
Il convient qu'un four tubulaire rotatif approprié à l'applicatin du procédé conforme à l'invention, soit conçu de telle manière que à son extrémité inférieure,son diamàtre doit réduit de moitié par exemple grâce à une bague de retenue. De cette manière, on arrive à avoir dans le four un bain relativement profond qui favorise la séparation du fer et du laitier.
Grâce à cette disposition, le laitier quitte continuellement le four par dessus le bord de la bague de retenue. L'inclinaison du four sera de préférence d'au moins 2% et on peut fixer la vitesse de rotation à une valeur de l'ordre de 1 à 5 t/min environ. Il convient que le four tubulaire rotatif soit dimensionné comme suit : le rapport du diamètre à la longueur sera au minimum de 1 : 15, et le diamètre même aura 1,50 m ou plus par exemple.
Un four rotatif convenant à la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention est représenté schématiquement et à titre exemplatif, en coupe verticale, à la figure ci-jointe.
Le repère 1 représente le four rotatif et le repère 2 le tube de chargement par lequel sont enfournés des résidus de pyrites contenant du zinc.
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Le four 1 est chauffé au charbon pulvérisé, par exemple par l'intermédiaire du brûleur 3. Dans la zône de fusion 4 sont prévus,à la paroi intérieure du four, les serpentins de refroidissement 5 à l'aide desquels - comme déjà mentionné - il est formé dans le four une couche protectrice de laitier solide. Au côté évacuation 6 du four se trouve la bague de retenue 7, qui ramène le diamètre du four à la moitié environ de sa mesure. L'inclinaison du four est de 2-5% environ, de telle manière qu'il se rassemble à l'extrémité 6 du four un bain 8 de fer liquide, qui peut être évacué par le trou de coulée 9.
Le laitier sort du four par dessus la bague de retenue 7. Le zinc, ou tout autre corps de même nature, volatilisé de la charge, est évacué du four par l'ouverture 10 avec les gaz, et est précipité au moyen de dispositifs appropriés, par exemple une installation d'épuration électrolytique. Le fer encore en suspension dans le laitier peut être récupéré en le laissant reposer dans un avant-creuset respectivement dans un four à réverbère.
REVENDICATIONS.
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1) Procédé de production de fer ou d'alliages à base de fer, par réduction dans un four tubulaire rotatif de minerais de fer contenant le cas échéant des métaux volatilisables, caractérisé par le fait que l'on utilise un four tubulaire rotatif, pourvu à sa zone de fusion d'un système de refroidissement indirect.