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La présente invention concerne des procédés et ap- pareils de grillage et d'agglomération, plus particulièrement de minerais de fer et de substances semblables.
Un but important de l'invention consiste à proposer un moyen par lequel le grillage et l'agglomération peuvent être effectués par des opérations successives, avec une économie consi- dérable en ce qui concerne les besoins thermiques des opérations de cette nature, les frais de premier établissement et aussi les frais d'exploitation*
Selon la présente invention, un procédé de grillage et d'agglomération comprend les opérations consistant à déposer sur
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une sole, l'une sur l'autre, une couche de matière à griller et une couche de matière à agglomérer, à faire passer un moyen gazeux sensiblement non oxydant à travers la combinaison de couches,
dans des conditions telles qu'il se produise un grillage de la matière de la couche nommée en premier lieu et un chauffage préparatoire simultané de la matière de l'autre couche, et ensuite à faire pas- ser à travers la combinaison de couches ainsi traitée un moyen ga- zeux oxydant dans des conditions telles que ce dernier reprenne la chaleur de la couche nommée en premier lieu et effectue ensuite une agglomération de la matière de l'autre couche.
Selon un autre aspect de l'invention, un procédé de grillage et d'agglomération comprend les opérations consistant à former, sur une sole d'agglomération, une coucha de matière à ag- glomérer, à superposer, à cette coucheune couche de matière à griller, à déplacer les couches sur la sole à travers une zone de traitement dans laquelle un moyen gaz au::
sensiblement non oxydant est amené à passer à travers la combinaison de couches à une tempé- rature telle qu'il se produise un grillais de la matière de la cou- che supérieure et un chauffage préparatoire de la matière de l'au- tre couche et à déplacer ensuite, sur la même sole? les couches ainsi traitées ensemble, à travers uns ssconde zone de traitement dans laquelle un moyen gazeux oxydant; est amené à passer à travers la combinaison de couches, située dans la sone, à une température telle que ce dernier reprenne la chaleur de la couche superposée et effectue ensuite une agglor 'ration de la matière de l'autre cou- che.
Lors du traitement des couches par le moyen gazeux sensiblement non oxydant, les conditions peuvent être telles qu'il en résulte seulement un grillage de la couche nommée en premier lieu ou superposée. Toutefois, dans une variante. les conditions peuvent être telles qu'une agglomération résulte sur une partie de la profondeur de cette couche et un grillage sur, sensiblement,
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la partie restante de la profondeur de cette couche.. Dans le pre- mier cas,le moyen gazeux employé pour provoquer le grillage de la couche susdite peut être entièrement non oxydant, ou il peut com- prendre une proportion mineure de gaz oxydant ou d'air, pourvu que la température du moyen ne suffise pas à allumer le combustible solide de l'autre couche.
Dans la variante, le moyen gazeux corres- pondant devra être légèrement oxydant et ce d'une manière suffisan- te pour provoquer l'agglomération décrite dans la couche nommée en premier lieu ou superposée, mais non au point d'affecter défavora- blement le grillage, dans cette couche, d'où. il suit que le moyen doit avoir consommé son oxygène au moment où il atteint la partie de la couche à griller, ou bien que le moyen comporte, à ce moment, seulement une proportion mineure de gaz oxydant ou d'air et soit à une température trop basse pour l'agglomération car, comme on le comprend, le grillage requiert des conditions non oxydantes. Le terme de "sensiblement non oxydant" est employé ici pour indiquer que les conditions ici indiquées sont satisfaites.
L'appareil selon l'invention, utile pour effectuer le grillage et l'agglomération, comprend une sole, un moyen destiné à déposer sur cette sole, l'une sur l'autre, une couche de matière à griller et une couche de matière à agglomérer, un moyen destiné à fournir un moyen gazeux sensiblement non oxydant à la combinai- son de couches et à faire passer ce moyen à travers cette combinai son de couches dans des conditions telles qu'il se produise un grillage de la matière de la couche nommée en premier lieu, et un chauffage préparatoire simultané de la matière de l'autre couche, et un moyen destiné à fournir à la combinaison de couches et à fai- re passer à travers celle-ci, après qu'elle a été ainsi traitée,
un moyen gazeux oxydant dans des conditions telles que ce dernier reprenne la chaleur de la couche nommée en premier lieu et effectue ensuite une agglomération de la matière de l'autre couche.
Selon une construction préférée, un appareil utile
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pour le grillage et l'agglomération comprend une sole d'aggloméra- tion mobile, un moyen pour déposer sur la sole une couche de matiè- re à agglomérer, un moyen pour déposer sur cette couche une couche de matière à griller, un moyen agissant sur une région initiale de la sole pour établir une zone de traitement dans laquelle un moyen gazeux sensiblement non oxydant peut être amené à passer à travers la combinaison de couches à une température telle qu'il se produise un grillage de la matière de la couche supérieurs et un chauffage préparatoire de la matière de l'autre couche, et un mvn agissant sur une région de la sole, suivant sensiblement immédiatement ladi- te région initiale,
pour établir une seconde zone ci$ traitement dans laquelle un moyen gazeux oxydant peut être amené à passer à travers la combinaison de couches,située dans cette zone, à une température telle que ce dernier reprenne la chaleur de la couche grillée et effectue ensuite une agglomération de la matière de l'autre couche.
Dans l'appareil décrit ci-avant, le moyen destiné à fournir un moyen gazeux sensiblement non oxydant,par exemple une hotte d'apport destinée à ce dernier moyen et disposée dans la zone de traitement nommée en premier lieu, peut être construit de manière que, sensiblement, seul le grillage ait lieu dans la couche nommée en premier lieu ou couche supérieure, ou, dans une variante, de manière qu'une agglomération ait lieu sur une partie de la profondeur de cette couche st un grillage, sur, sensiblement, la partie restante de la profondeur de cette couche.
Des exemples spécifiques d'appareil selon l'inven- tion, destiné au traitement du minerai de fer, sont représentés schématiquement par les dessins annexés.
La figure 1 est une élévation en section représentant un exemple.
La figure 2 est une vue en perspective partielle, représentant un autre exemple.
La figure 3 est une élévation en section, représen- tant un troisième exemple.
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L'exemple représenté figure 1, qui sera décrit en se référant au traitement du minerai de fer, a la nature d'une machine d'agglomération du type rectiligne, comprenant une série sans fin de plateaux à roues 10 (dont quelques uns seulement sont représentés), mobiles sur des rails de guidage 11, comme l'indi- quent les flèches 12, et formant une sole d'agglomération sur le brin supérieur de la série. Il appartient évidemment à la pratique normale de l'agglomération de couvrir initialement la sole d'une couche de matière inerte ou de matière relativement inerte pour former un lit peu profond, destiné à la matière à traiter, et une trémie d'apport 13 de cette matière inerte est prévue au commen- cement du brin supérieur.
Selon la présente invention, on dispose à brève distance de la trémie 13, le long de la sole, d'abord une trémie d'apport 14 de matière à soumettre à l'agglomération et, à une brève distance après celle-ci, une trémie d'apport 15 de mine- rai brut. Un bec basculant ou un autre dispositif d'égalisation connu, indiqué en l6, est convenablement disposé à la sortie de ces deux trémies. Depuis un point situé juste au-delà de la trémie d'apport de minerai brut 15 jusqu'à un point situé environ à mi- chemin de la sole, cette dernière progresse sous une hotte 17 des- tinée à un moyen gazeux sensiblement non oxydant. Le reste de la sole est ouvert sur le dessus sur l'atmosphère voisine. Sous la sole. se trouve une série de boites d'aspiration 18 reliées en parallèle par une conduite 19 à un ventilateur aspirant 20.
Cette série de boites d'aspiration s'étend depuis la paroi arrière de la hotte 17, adjacente de la trémie d'apport de minerai de fer brut 15, jusqu'au bout éloigné de la sole. A ce bout éloigné, un tablier d'écrasement incliné vers l'avant et le bas,21, est prévu en asso- ciation avec un broyeur d'agglomérat 22, les deux organes se dé- chargeant sur un tamis 23, de préférence de ;/Sème de pouce.
En fonctionnement, les plateaux 10 du brin supé- rieur, en venant du brin inférieur ou da retour, sont d'abord cou- verts d'un lit peu profond et d'une couche de sole (non représen-
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tée) de matière inerte et, dans le présent cas, par exemple d'ag- glomérat, à l'aide de la trémie @3. La trémie suivante 14 fonction- ne pour déposer sur cette couche de sole une couche 24 contenant la matière à agglomérer. Cette couche est, do préférence et sensi- blement, un mélange de fines de minerai grillé d'une grosseur de -3/8 de pouce, d'agglomérat fin de grosseur semblable et d'une pe- tite proportion, soit 2 ou 3 %, de fraisil de coke.
Le mélange est convenablement conditionné avant son introduction dans l'ap- pareil, de manière à assurer la perméabilité maximum au courant d'air dans la couche 24. La quantité de coke dans ce mélange est très sensiblement inférieure à celle qui est normalement requise pour agglomérer un lit contenant les autres composants du mélange, car le supplément de chaleur, requis en plus de celle procurée par la petite quantité de coke, pour élever la couche à la température d'agglomération, est ajouté sous forme de pré-chauffage de l'air, ainsi qu'il va être décrit. La troisième trémie 15 fonctionne aussi pour déposer, sur la couche 24 du mélange à agglomérer, une couche 25 de minerai de fer brut ayant de préférence-3/0 de pouce de gros- seur.
La matière formant cette troisième couche est aussi convena- blement conditionnée pour procurer une perméabilité maximum au courant d'air dans la couche.
Comme le dépôt des diverses couches se poursuit, la double couche 24, 25 de mélange à agglomérer et de minerai brut est amenée sous la hotte 17 par la progression de la sole. Le moyen gazeux sensiblement non oxydant, contenu dans cette hotte, y est introduit à une température supérieure à la température de gril- lage (environ 800 C) et inférieure à la température d'aggloméra- tion (environ 1300 C) du minerai et, de préférence, supérieure à 1000 C.
Ce milieu gazeux, consistant par exemple en produits perdus de la combustion d'un gaz ou d'une huile, sans excès d'air, est aspiré à travera la double couche de minerai et de mélange
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d'agglomération par le ventilateur aspirant 20, ce qui provoque le grillage de la couche supérieure 25 de minerai et effectue un chauffage préparatoire de la matière de la couche 24, dans la zone A-B de la sole. Le ventilateur est actionné dans l'intervalle nor- mal d'agglomération, à savoir entre 10 et 40 pouces au manomètre à eau, selon les caractéristiques particulières des matières bru- tes introduites dans la machine.
La vitesse du mouvement des pla- teaux sur le brin actif ou supérieur de la machine serait réglée de manière que la température mesurée à la surface de séparation de la couche supérieure 25 (minerai brut) et la couche inférieure 24 (mélange d'agglomération) atteigne approximativement 800 à 900 C, sensiblement au point où les couches combinées sortent de sous la hotte en B, point auquel le grillage est sensiblement achevé.
Comme les couches combinées et respectivement gril- lée supérieure et préalablement chauffée inférieure poursuivent leur déplacement, l'air froid (c'est-à-dire à la température atmosphéri- que) est aspiré par le ventilateur aspirant à travers les couches, dans la zone B-C de la sole, située au-delà de la zone A-B sous- jacente à la hotte 17, où le grillage de la couche de minerai 25 a eu lieu. Cet air s'échauffe du fait de son passage à travers la couche supérieure 25 de minerai, déjà grillée, et, du fait de la température de cette couche, l'air a sensiblement une température de 800 à 900 au moment où il atteint la couche sous-jacente 24 de mélange d'agglomération.
A cette température, l'air allume le coke contenu dans le mélange d'agglomération et l'agglomération se pro- duit sur toute l'épaisseur de la couche, sous l'effet du ventila- teur aspirant 20. Le dessin représente diverses flèches, indiquant, de manière conventionnelle, la direction d'écoulement du moyen gazeux et des gaz aspirés; ainsi, les flèches 1 indiquent l'apport de gaz non oxydant à une température supérieure à 1000 C et les flèches 2 indiquent l'admission de l'air froid. Les flèches 1 peu- vent tout aussi bien représenter, dans une variante, des brûleurs
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servant à brûler des gaz perdus et à fournir ainsi le moyen gazeux sensiblement non oxydant.
L'agencement et la construction de l'ap- pareil est telle que l'agglomération de la matière de la couche inférieure soit terminée à la fin ou peu avant la fin de la seconde zone de traitement, c'est-à-dire à l'extrémité de la série de boî- tes d'aspiration 18, au bout avant de la sole, en C.
Le déplacement des plateaux 10 se poursuivant, les couches disposées sur la sole et consistant en une couche de mine- rai grillé et, en-dessous de celle-ci, en une couche de minerai aggloméré, se déchargent au bout avant de la machine sur le tablier d'écrasement 21 et passent par le broyu. d'agglomérat 22, comme l'indiquent d'autres flèches. Les matières sortent habituellement avec des grosseurs allant jusqu'à 4 pouces. L'agglomérat et le minerai grillé mélangés passent ensuite vers le tamis 23 qui sé- pare le minerai grillé (-3/8 de pouce) et les fines d'agglomérat (-3/8 de pouce). Ces matières passent ensuite,par une voie 3, vers un appareil de refroidissement ou d'extinction 26 et sont emmagasi- nées dans un système de trémies indiqué en 27.
Le gros agglomérat (-4 pouces) provenant du tamis 23 est acheminé, comme l'indique la flèche 28, vers un appareil convenable de refroidissement ou d'ex- tinction (non représenté) et peut être continûment fourni à un haut fourneau pour récupérer le fer de minerai.
On emploie de préférence un système d'au moins trois trémies, réglées par des dispositifs proportionneurs, en tant que système à trémies 27, pour les diverses matières à traiter qui doi- vent être fournies à la machine. Des trois trémies du système, cel- le qui est marquée 29 peut contenir les fines mélangées de minerai grillé et d'agglomérat provenant du tamis 23 et une autre trémie 30 peut contenir le coke fin; les matières de ces deux trémies peu- vent être combinées pour former le mélange d'agglomération, ainsi que l'indiquent la ligne 32 et les flèches respectives, ce qui constitue un processus à cycle fermé. La troisième trémie 36 peut contenir le minerai brut (-3/S de pouce) qui est achemina par la
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voie 33.
Le proportionnement relatif des diverses matières fournies par les trémies 29, 30 et 31 serait réglé, de manière que le système de traitement soit gardé, dans' un état d'équilibre, c'est-à-dire de manière que les fin@s de minerai grillé provenant de la couche supérieure 25 de la sole suffisent tout juste à former un mélange d'agglomération correctement proportionné avec les fines d'agglo- mérat renvoyées et le coke, fin.
La profondeur relative des deux couches 24, 25 des matières à traiter (minerai et mélange d'agglo- mération) est semblablement proportionnée pour assurer un grillage efficace de- la couche supérieure et une consommation minimum de coke employé dans le mélange d'agglomération Evidemment, d'autres combustibles solides que le coke peuvent être employés pour le mélange dagglomération. avec des résultats semblables.
Il faut observer que la machine ainsi décrite pro- cure une économie désirable de chaleur pendant la phase du grilla- ge. Cela est dû au fait que les gaz ne sont pas rejetés après avoir effectué le grillage du minerai dans la zone A-B, mais sont emplo- yés dans cette zone à chauffer le lit d'agglomération 24, dans la- quelle une transmissiez de chaleur très efficace a lieu des gaz à la couche. La température des gaz perdus en-dessous du lit d'ag- glomérat, dans cette zone, a été trouvée être inférieure à 50 C au cours d'essais, ce qui, évidemment, est aussi bon pour le venti- lateur, car les gaz chauds provenant de la zone B-C ne font augmen- ter la température moyenne au ventilateur, selon les essais, qu'à environ 150 C. Il s'ensuit aussi que les pertes de la machine par radiation sont faibles.
Une économie avantageuse de la chaleur requise pour l'agglomération se produit aussi du fait que le séchage du mélange d'agglomération a lieu pendant la période de grillage de la couche supérieure, dans la zone A-B, tandis que, pendant la période d'ag- glomération ( zone B-C), l'air d'agglomération est pré-chauffé à environ 800 à 900 C par son passage à travers la couche grillée.
En outre, en plus du fait qu'il faut moins de combustible d'agglo-
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mération, comme il a déjà été dit, on ne doit pas employer de com- bustible d'allumage en vue de l'agglomération, ce qui constitue une économie supplémentaire de combustible-
Outre ce qui précède, il faut observer qu'on réalise une économie d'investissement et de frais d'exploitation du fait de l'emploi d'une seule machine apte à griller et à agglomérer le minerai. Pour une raison semblable, il se produit des volumes, moindres de gaz perdus et il se produit une perte moindre de la chaleur contenue dans le minerai grillé sortant de la machine-
Il est entendu que l'exemple spécifique d'appareil est destiné au cas où seule une opération de grillage est requise pour la couche supérieure 25.
Pour obtenir une agglomération sur une partie de la profondeur de cette couche et un grillage dans, sensiblement, la partie restante de la profondeur de cette couche, comme il a été dit ci-.avant, on peut employer un appareil d'une construction généralement semblable. Les modifications qui seraient requises comprennent l'adaptation des dispositifs d'apport, en 14 et 15, effectuée de manière à déposer deux couches de matière, sur une profondeur appropriée et à garder l'équilibre entre elles.
Il serait aussi nécessaire d'assurer que la hotte 17, destinée au moyen gazeux sensiblement non oxydant convienne à la température supérieure requise de ce moyen, c'est-à-dire supérieure à 1300 G.
En outre, le ventilateur aspirant 20 et les boîtes d'aspiration 18 doivent être appropriés aux conditions de fonctionnement, de même que doivent l'être les dispositifs proportionneurs d'apport, en 29, 30. Le procédé est de préférence tel que, dans la couche supérieure 25, environ la moitié supérieure de la profondeur de cette couche soit soumise à l'agglomération et environ la moitié inférieure au grillage, dans la première zone de traitement A-B. L'agglomération ayant lieu dans cette couche 25 s'inhibe ou cesse évidemment dans la seconde zone de traitement B-C où l'air froid est le moyen de traitement gazeux.
Néanmoins, il faut observer que la température de la partie agglomérée supérieure de la couche supérieure dans
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cette zone de traitement est telle qu'elle chauffe l'air, ce qui facilite l'agglomération de la couche inférieure 24. Le chauffage préparatoire de la couche inférieure de la première zone de trai- tement est aussi semblablement facilité, de manière qu'en somme, le traitement des couches combinées, dans son ensemble, peut être accéléré.
A la fin du déplacement des matières traitées sur la sole, le tamis 23 sépare la grosse matière agglomérée de la matière grillée et de l'agglomérat fins ; peut alors disposer du premier agglomérat et emmagasiner pour remise en cycle le minerai grillé et l'agglomérat fin, tout ce d'une manière semblable à celle qui est décrite en se référant au premier exemple spécifique.
De pré- férence, la couche supérieure 25 est plus épaisse que la couche inférieure 24 du fait que le moyen gazeux sensiblement non oxydant doit être initialement'à une température supérieure que la tempéra- ture de grillage, de manière à produire l'agglomération sur une partie de la profondeur de la couche supérieure et être néanmoins ramenée au niveau de grillage dans la partie restante de l'épais- seur, pour atteindre finalement la couche inférieure à une tempéra- ture appropriée à son chauffage préparatoire, de façon à rendre cette couche inférieure prête pour l'agglomération subséquente dans la zone B-C. L'agglomération de la couche supérieure sur une partie de sa profondeur ne présente aucun désavantage pour l'agglomération subséquente de l'autre couche.
Ni le coke, ni un autre combustible d'agglomération ne sont requis dans la couche supérieure pour l'ag- glomération de cette couche, le gaz sensiblement non oxydant, four- ni à une température sensiblement égale à la température d'agglomé- ration et comportant de préférence de* produits azeux perdus de la combustion d'un gaz ou d'une huile contenant une proportion mi- neure d'air, étant employé comme combustible de remplacement. Dans la mise en oeuvre d'ensemble de l'invention à l'aide de cet appa- reil, on obtient un pourcentage plus élevé de produit aggloméré pour toute teneur prédéterminée de l'autre couche en combustible d'agglomération, ce qui donne lieu à une économie de combustible
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d'agglomération.
L'invention ne se limite pas à l'exemple d'appareil décrit en se référant à la figure 1, car d'autres constructions sont possibles sans s'écarter du domaine de l'invention. Par exem- ple, il serait possible d'appliquer le procédé selon l'invention dans des machines d'agglomération à table rotative et dans des appareils d'agglomération à cuve. En ce qui concerne les machines à table rotative, une disposition de l'appareil, semblable à celle qui a été décrite, peut être employée, sauf que les parties seraient agencées en cercle, pour ainsi dire. L'exemple d'appareil représen- té figure 2 représente cet aspect de l'invention.
Dans cette figu- re, la table rotative, comprenant une sole annulaire à côtés dres- sés, est indiquée en 10a, mais on y emploie d'autres éléments de nature semblable à celle de l'appareil de la figure 1 et qui sont donc désignés par les mêmes références que figure 1. La direction de la rotation de la table est indiquée par la flèche 12a. La re- présentation des boites d'aspiration est aussi incomplète, comme on le voit, et il y a une boîte de plus, 18a, destinée à l'assai- nissement et disposée au-delà du couloir 35 dans lequel les matiè- res provenant des couches 24,25 sont introduites après l'achève- ment de leur traitement, en vue de leur acheminement vers le ta- blier d'écrasement 21 et le tamis 23.
On peut pourvoir (mais le dessin ne le montre pas) au dépôt initial d'une couche de sole inerte ou sensiblement inerte sur la table 10a, comme l'indique la figure 1. Dans les appareils d'agglomération à cuve, la cons- truction peut être avantageusement selon la figure 3 dans laquelle la cuve, comportant une sole à côtés dressés, est indiquée en 40.
Comme d'habitude, la cuve serait agencée pour basculer pour dé- charger les matières traitées, de sorte que le traitement n'est pas continu comme c'est le cas des machines d'agglomération recti- lignes ou à table rotative. Figure 3, un chariot de chargement 41 est employé pour amener les matières des couches respectives 24, 25, en deux opérations successives, des trémies 14 et 15, à la cuve 40.
En outre, un chariot à brûleurs de gaz 42, faisant fonc- @
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tion de hotte mobile 17a et pourvu de brûleurs intérieurs, dispo- sés par exemple aux points indiqués par les flèches figurant au- dessus de la hotte, est employé à fournir le moyen gazeux sensible- ment non oxydant pour le grillage ou l'agglomération partielle et le grillage partiel de la couche supérieure 25 et le préchauffage de la couche inférieure 24. Une couche de sole peut être employée comme ci-avant. Après l'achèvement des opérations précitées,le cha- riot à brûleurs de gaz est roulé à l'écart, par exemple vers la po- sition représentée en chaînette, et ensuite, on procède à l'agglo- mération de la couche 24 par l'air aspiré par le ventilateur 20 à travers les couches.
D'autres éléments, semblables à ceux décrits ci-avant, portent des références semblables.
En mettant le procédé selon l'invention en oeuvre, il n'est pas essentiel d'aspirer le moyen gazeux sensiblement non oxydant et le moyen gazeux oxydant ou l'air à travers les couches, car l'agencement pourrait être tel qu'ils soient refoulés sous pres- sion à travers les couches, ainsi qu'on le comprend bien.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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The present invention relates to methods and apparatus for roasting and agglomeration, more particularly of iron ores and the like.
An important object of the invention is to provide a means by which the roasting and the agglomeration can be carried out by successive operations, with a considerable saving as regards the thermal requirements of operations of this nature, the costs of first establishment and also operating costs *
According to the present invention, a roasting and agglomeration process comprises the operations of depositing on
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a hearth, one on top of the other, a layer of material to be roasted and a layer of material to be agglomerated, to pass a substantially non-oxidizing gaseous medium through the combination of layers,
under conditions such that scorching of the material of the first layer named and simultaneous preparatory heating of the material of the other layer occurs, and then to pass through the combination of layers thus treated a gaseous means oxidizing under conditions such that the latter picks up heat from the layer named in the first place and then effects agglomeration of the material of the other layer.
According to another aspect of the invention, a roasting and agglomeration process comprises the operations consisting in forming, on an agglomeration hearth, a layer of material to be agglomerated, to be superimposed, on this layer, a layer of material to be agglomerated. grilling, to move the layers on the hearth through a treatment zone in which a gas medium:
substantially non-oxidizing is caused to pass through the combination of layers at a temperature such that scorching of the top layer material and preparatory heating of the other layer material occurs and to move then, on the same floor? the layers thus treated together, through a second treatment zone in which an oxidizing gas means; is caused to pass through the combination of layers, located in the sone, at a temperature such that the latter takes up the heat of the superimposed layer and then effects an agglomeration of the material of the other layer.
When treating the layers by the substantially non-oxidizing gaseous medium, conditions may be such that only scorching of the first named or superimposed layer results. However, in a variant. conditions may be such that agglomeration results over part of the depth of this layer and scorch over, substantially,
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the remaining part of the depth of this layer. In the former case, the gaseous medium employed to cause scorching of the aforesaid layer may be entirely non-oxidizing, or it may include a minor proportion of oxidizing gas or d air, provided that the temperature of the medium is not sufficient to ignite the solid fuel of the other layer.
In the variant, the corresponding gaseous medium should be slightly oxidizing and this in a manner sufficient to cause the agglomeration described in the layer named first or superimposed, but not to the point of adversely affecting the layer. wire mesh, in this layer, hence. it follows that the medium must have consumed its oxygen by the time it reaches the part of the layer to be grilled, or else that the medium comprises, at this time, only a minor proportion of oxidizing gas or air and is at a temperature too low for agglomeration because, as will be understood, roasting requires non-oxidizing conditions. The term "substantially non-oxidizing" is used herein to indicate that the conditions stated herein are met.
The apparatus according to the invention, useful for carrying out the toasting and agglomeration, comprises a hearth, a means intended to deposit on this hearth, one on the other, a layer of material to be grilled and a layer of material. Agglomerating means for supplying a substantially non-oxidizing gaseous medium to the layer combination and for passing this means through this layer combination under conditions such that scorch of the material of the layer occurs. named layer in the first place, and a simultaneous preparatory heating of the material of the other layer, and a means for supplying and passing through the combination of layers, after it has been so processed,
a gaseous means oxidizing under conditions such that the latter takes up the heat of the layer named in the first place and then carries out an agglomeration of the material of the other layer.
According to a preferred construction, a useful apparatus
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for roasting and agglomeration comprises a movable agglomeration hearth, a means for depositing on the hearth a layer of material to be agglomerated, a means for depositing a layer of material to be grilled on this layer, an operating means on an initial region of the hearth to establish a processing zone in which a substantially non-oxidizing gaseous medium can be passed through the combination of layers at a temperature such that scorching of the top layer material occurs and preparatory heating of the material of the other layer, and an mvn acting on a region of the sole, substantially immediately following said initial region,
to establish a second treatment zone in which an oxidizing gas medium can be made to pass through the combination of layers, located in this zone, at a temperature such that the latter takes up the heat of the toasted layer and then performs agglomeration material from the other layer.
In the apparatus described above, the means for supplying a substantially non-oxidizing gaseous medium, for example a supply hood intended for the latter means and arranged in the treatment zone named in the first place, can be constructed in a manner that substantially only the scorching takes place in the layer named first or top layer, or, alternatively, so that agglomeration takes place over part of the depth of that layer is a screen, over, substantially , the remaining part of the depth of this layer.
Specific examples of apparatus according to the invention for the treatment of iron ore are shown schematically in the accompanying drawings.
Fig. 1 is a sectional elevation showing an example.
Fig. 2 is a partial perspective view, showing another example.
Figure 3 is a sectional elevation showing a third example.
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The example shown in Figure 1, which will be described with reference to the treatment of iron ore, has the nature of a straight-type agglomeration machine, comprising an endless series of wheeled platters 10 (of which only a few are shown), movable on guide rails 11, as indicated by arrows 12, and forming an agglomeration sole on the upper strand of the series. It is obviously normal practice in the agglomeration to initially cover the sole with a layer of inert material or relatively inert material to form a shallow bed, intended for the material to be treated, and a supply hopper 13 of this inert material is provided at the beginning of the top strand.
According to the present invention, there is a short distance from the hopper 13, along the sole, firstly a supply hopper 14 of material to be subjected to agglomeration and, at a short distance after this, a feed hopper 15 of raw ore. A tilting spout or other known equalizing device, indicated at 16, is suitably disposed at the outlet of these two hoppers. From a point just beyond the raw ore feed hopper 15 to a point about halfway up the hearth, the latter progresses under a hood 17 intended for a substantially non-oxidizing gas medium. . The rest of the sole is open on the top to the neighboring atmosphere. Under the sole. There is a series of suction boxes 18 connected in parallel by a pipe 19 to a suction fan 20.
This series of suction boxes extends from the rear wall of the hood 17, adjacent to the raw iron ore feed hopper 15, to the far end of the hearth. At this far end a forward and downward sloping crushing apron 21 is provided in association with an agglomerate crusher 22, both members discharging onto a sieve 23, preferably of ; / Seed of an inch.
In operation, the upper strand trays 10, coming from the lower or return strand, are first covered with a shallow bed and a sole layer (not shown.
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ted) of inert material and, in this case, for example of agglomerate, using the hopper @ 3. The next hopper 14 operates to deposit on this sole layer a layer 24 containing the material to be agglomerated. This layer is preferably and substantially a mixture of toasted ore fines of a size of -3/8 inch, fine agglomerate of similar size and of a small proportion, either 2 or 3 %, coke strawberry.
The mixture is suitably conditioned before its introduction into the apparatus, so as to ensure the maximum permeability to the air current in the layer 24. The quantity of coke in this mixture is very appreciably less than that which is normally required for agglomerate a bed containing the other components of the mixture, since the additional heat, required in addition to that provided by the small amount of coke, to raise the layer to the agglomeration temperature, is added as a preheating of the 'air, as will be described. The third hopper 15 is also operative to deposit, on the layer 24 of the mixture to be agglomerated, a layer 25 of crude iron ore preferably having a thickness of -3 / 0 of an inch.
The material forming this third layer is also suitably conditioned to provide maximum airflow permeability in the layer.
As the deposition of the various layers continues, the double layer 24, 25 of the mixture to be agglomerated and of the raw ore is brought under the hood 17 by the progression of the hearth. The substantially non-oxidizing gaseous medium, contained in this hood, is introduced there at a temperature above the roasting temperature (approximately 800 ° C.) and below the agglomeration temperature (approximately 1300 ° C.) of the ore and, preferably greater than 1000 C.
This gaseous medium, consisting for example of products lost from the combustion of a gas or an oil, without excess air, is sucked through the double layer of ore and mixture.
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agglomeration by the suction fan 20, which causes the top layer 25 of ore to scorch and prepares the material of the layer 24 to be heated in the zone A-B of the hearth. The blower is operated within the normal agglomeration range, between 10 and 40 inches at the water gauge, depending on the particular characteristics of the raw materials fed to the machine.
The speed of the movement of the plates on the working or upper strand of the machine would be controlled so that the temperature measured at the separation surface of the upper layer 25 (raw ore) and the lower layer 24 (agglomeration mixture) reaches approximately 800 to 900 ° C, substantially at the point where the combined layers exit from under the hood at B, at which point scorching is substantially complete.
As the combined and respectively grilled upper and preheated lower layers continue to move, cold air (i.e. at atmospheric temperature) is sucked by the suction fan through the layers, into the zone BC of the hearth, located beyond the zone AB underlying the hood 17, where the roasting of the ore layer 25 took place. This air heats up due to its passage through the upper layer of ore, already roasted, and, due to the temperature of this layer, the air has substantially a temperature of 800 to 900 by the time it reaches the temperature. underlying layer 24 of agglomeration mixture.
At this temperature, the air ignites the coke contained in the agglomeration mixture and agglomeration occurs over the entire thickness of the layer, under the effect of the suction fan 20. The drawing shows various arrows. indicating, in a conventional manner, the direction of flow of the gaseous medium and of the aspirated gases; thus, arrows 1 indicate the intake of non-oxidizing gas at a temperature above 1000 ° C. and arrows 2 indicate the admission of cold air. Arrows 1 can also represent, in a variant, burners
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serving to burn waste gases and thereby provide the substantially non-oxidizing gas medium.
The arrangement and construction of the apparatus is such that the agglomeration of the material of the lower layer is completed at the end or shortly before the end of the second treatment zone, that is to say at the end of the series of suction boxes 18, at the front end of the sole, in C.
As the movement of the plates 10 continues, the layers arranged on the hearth and consisting of a layer of roasted ore and, below this, of a layer of sintered ore, are discharged at the front end of the machine on the crushing apron 21 and pass through the crushed material. agglomerate 22, as indicated by other arrows. The materials usually come out in sizes up to 4 inches. The mixed agglomerate and roasted ore then pass to sieve 23 which separates the roasted ore (-3/8 inch) and the agglomerate fines (-3/8 inch). These materials then pass, through a path 3, to a cooling or quenching apparatus 26 and are stored in a system of hoppers indicated at 27.
The large agglomerate (-4 inches) from sieve 23 is conveyed, as indicated by arrow 28, to a suitable cooling or quenching apparatus (not shown) and can be continuously supplied to a blast furnace for recovery. ore iron.
Preferably, a system of at least three hoppers, regulated by proportioning devices, is employed as the hoppers system 27, for the various materials to be treated which are to be supplied to the machine. Of the three hoppers in the system, the one marked 29 can contain the mixed fines of roasted ore and agglomerate from sieve 23 and another hopper 30 can contain the fine coke; the materials from these two hoppers can be combined to form the agglomeration mixture, as indicated by line 32 and the respective arrows, which constitutes a closed cycle process. The third hopper 36 can contain the raw ore (-3 / S of an inch) which is conveyed by the
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channel 33.
The relative proportioning of the various materials supplied by the hoppers 29, 30 and 31 would be adjusted, so that the treatment system is kept, in a state of equilibrium, that is to say so that the ends of roasted ore from the top layer of the hearth is just enough to form a properly proportioned agglomeration mixture with the returned agglomerate fines and fine coke.
The relative depth of the two layers 24, 25 of the material to be treated (ore and agglomeration mixture) is similarly proportioned to ensure efficient roasting of the top layer and minimum consumption of coke employed in the agglomeration mixture. solid fuels other than coke can be used for the agglomeration mixture. with similar results.
It should be observed that the machine thus described provides a desirable saving of heat during the grilling phase. This is due to the fact that the gases are not released after roasting the ore in zone AB, but are employed in this zone to heat sinter bed 24, in which a very high heat transfer. effective takes place of gases at the layer. The temperature of the waste gases below the agglomerate bed, in this zone, has been found to be less than 50 C during tests, which, of course, is also good for the ventilator, as the Hot gases from zone BC only increase the average fan temperature, according to tests, to around 150 C. It also follows that the machine's radiation losses are low.
An advantageous saving in the heat required for agglomeration also occurs because the drying of the agglomeration mixture takes place during the roasting period of the top layer, in zone AB, while, during the agglomeration period. - glomeration (zone BC), the agglomeration air is preheated to around 800 to 900 C by its passage through the grilled layer.
In addition, in addition to the fact that less fuel for agglomerate
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operation, as has already been said, no ignition fuel should be used with a view to agglomeration, which constitutes an additional saving of fuel.
In addition to the foregoing, it should be noted that savings in investment and operating costs are achieved due to the use of a single machine capable of grilling and agglomerating the ore. For a similar reason, less waste gas volumes occur and less heat loss occurs in the roasted ore leaving the machine.
It is understood that the specific example of apparatus is intended for the case where only a toasting operation is required for the top layer 25.
In order to obtain an agglomeration over part of the depth of this layer and a screen in, substantially, the remaining part of the depth of this layer, as has been said above, an apparatus of a generally construction can be used. similar. The modifications which would be required include the adaptation of the delivery devices, at 14 and 15, carried out so as to deposit two layers of material, to an appropriate depth and to keep the balance between them.
It would also be necessary to ensure that the hood 17, intended for the substantially non-oxidizing gaseous means, is suitable for the required higher temperature of this means, that is to say greater than 1300 G.
In addition, the suction fan 20 and the suction boxes 18 should be suitable for the operating conditions, as should the intake proportioning devices at 29, 30. The method is preferably such that, in the upper layer 25, approximately the upper half of the depth of this layer is subjected to agglomeration and approximately the lower half to the mesh, in the first treatment zone AB. The agglomeration taking place in this layer 25 is obviously inhibited or ceased in the second treatment zone B-C where the cold air is the gas treatment means.
Nevertheless, it should be observed that the temperature of the upper agglomerated part of the upper layer in
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this treatment zone is such that it heats the air, which facilitates agglomeration of the lower layer 24. Preparatory heating of the lower layer of the first treatment zone is also similarly facilitated, so that in short, the processing of the combined layers, as a whole, can be accelerated.
At the end of the movement of the treated material on the hearth, the sieve 23 separates the coarse agglomerated material from the toasted material and the fine agglomerate; can then dispose of the first agglomerate and store for recycle the roasted ore and fine agglomerate, all in a manner similar to that which is described with reference to the first specific example.
Preferably, the top layer 25 is thicker than the bottom layer 24 because the substantially non-oxidizing gaseous medium must initially be at a temperature higher than the scorch temperature, so as to produce agglomeration over the roasting temperature. part of the depth of the upper layer and be nevertheless reduced to the level of the wire mesh in the remaining part of the thickness, to finally reach the lower layer at a temperature suitable for its preparatory heating, so as to render this lower layer ready for subsequent agglomeration in zone BC. The agglomeration of the upper layer over part of its depth presents no disadvantage for the subsequent agglomeration of the other layer.
Neither coke nor other agglomeration fuel is required in the upper layer for agglomeration of this layer, the gas being substantially non-oxidizing, supplied at a temperature substantially equal to the agglomeration temperature. and preferably comprising nitrogenous products lost from combustion of a gas or oil containing a minor proportion of air, being employed as an alternative fuel. In the overall practice of the invention with the aid of this apparatus, a higher percentage of agglomerated product is obtained for any predetermined content of the other layer of agglomerating fuel, which gives rise to to fuel economy
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agglomeration.
The invention is not limited to the example of an apparatus described with reference to FIG. 1, since other constructions are possible without departing from the scope of the invention. For example, it would be possible to apply the process according to the invention in rotary table agglomeration machines and in tank agglomeration apparatuses. With respect to rotary table machines, an arrangement of the apparatus, similar to that which has been described, may be employed, except that the parts would be arranged in a circle, so to speak. The exemplary apparatus shown in Figure 2 illustrates this aspect of the invention.
In this figure, the rotary table, comprising an annular hearth with raised sides, is indicated at 10a, but other elements of a similar nature to that of the apparatus of figure 1 are employed therein and which are therefore designated by the same references as in FIG. 1. The direction of rotation of the table is indicated by arrow 12a. The representation of the suction boxes is also incomplete, as can be seen, and there is an additional box, 18a, intended for the sanitation and disposed beyond the passage 35 in which the materials from the layers 24,25 are introduced after the completion of their treatment, with a view to their routing to the crushing table 21 and the sieve 23.
It is possible (but the drawing does not show it) to provide for the initial deposition of an inert or substantially inert sole layer on the table 10a, as shown in FIG. 1. In tank agglomeration apparatuses, the cons- Construction can be advantageously according to Figure 3 in which the tank, comprising a sole with upright sides, is indicated at 40.
As usual, the vessel would be arranged to tilt to discharge the processed materials, so that the processing is not continuous as is the case with rectilinear or rotary table agglomeration machines. Figure 3, a loading carriage 41 is used to bring the materials of the respective layers 24, 25, in two successive operations, from the hoppers 14 and 15, to the tank 40.
In addition, a gas burner cart 42, operating
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mobile hood assembly 17a and provided with internal burners, arranged for example at the points indicated by the arrows appearing above the hood, is used to supply the substantially non-oxidizing gaseous medium for roasting or partial agglomeration and partial roasting of the top layer 25 and preheating of the bottom layer 24. A hearth layer can be used as above. After completion of the aforementioned operations, the gas burner cart is rolled away, for example to the position shown as a chain, and then the layer 24 is agglomerated by the air sucked by the fan 20 through the layers.
Other elements, similar to those described above, bear similar references.
In carrying out the process according to the invention, it is not essential to suck the substantially non-oxidizing gaseous medium and the oxidizing gaseous medium or air through the layers, since the arrangement could be such that they are pushed back under pressure through the layers, as will be understood.
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