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Il a déjà été proposé souvent de réduire les minerais de fer par le carbone d'une coulée de fer.
Pour rendre cette réduction continue il faut inoculer conti- nuellement du carbone dans une coulée riche en cet élément.
La réduction . donne alors un fer à haute teneur en carbone(fonte qui peut être ou bien .soûle tel quel ou bien affiné par du minerai ou de l'oxygène gazeux, pour la préparation d'acier, après l'interruption de l'amenée de carbone.
Dans la réduction connue des minerais de fer par le carbone d'une coulée de fer, le minerai à réduire est déversé sur la surface de la coulée de fer en même temps que les produits d'addition nécessaires, le carbone réducteur étant pressé ou insufflé dans cette coulée; l'oxyde de. carbone formé par la réduction peut être immédiatement au-dessus de la coulée de fer et de laitier, dans l'espace libre du four réducteur, par l'oxygène introduit dans cet espace, et peut être employé pour le réchauffage des produits participant à la réaction.
Toutefois, on peut également presser ou insuffler constamment plus de carbone dans la coulée de fer que ce n'est nécessaire pour la réduction des minerais et pour la saturation du bain. Dans ce cas, le carbone en excès se sépare et sunage la surface du bain de fer et de laitier où il peut être brûlé pour couvrir les besoins en chaleur des réactions.
Dans ces procédés connus, qui n'ont pas encore pu être adoptés en pratique, du carbone solide est employé comme agent réducteur et recarburant, ce carbone étant pressé ou insufflé au moyen de gaz réducteurs ou neutres, dans le bain de fer, sosforme de charbon ou coke pulvérisé.
La présente invention concerne un procédé de fabrication de fer du genre décrit plus haut,mais dans lequel on incorpore au bain de fer, comme agent réducteur et recarburant, non pas du carbone en grains fins ou pulvérulent, mais de l'huile, par exemple sous forme de pétrole, fuel-oil, mazout, ou bien un mélange de ces huiles et de carbone solide finement broyé.
L'invention part du fait qu'un véhicule liquide du carbone ou un mélange de ce véhicule et de charbon pulvérulent peut être transporté dans des tuyauteries plus facilement, en quantité sensiblement plus importante par unité de temps, avec une concentration d'énergie beaucoup plus élevée, et peut être ajouté à un bain de métal de forte densité avec une plus grande facilité de réglage, à une plus haute pression et, partant, avec une répartition nettement plus uniforme que le carbone solide.
Ce n'est qu'ainsi que ce procédé devient économique et réalisable dans la pratique.
D'autre part, on attache beaucoup d'importance pour l'allure de la réaction au fait que les huiles chargées d'énergie concentrée abandonnent, au contact du bain de fer, non seulement une grande quantité de carbone'à l'état très fin, mais encore une quantité importante d'hydrogène, agent réducteur particulièrement actif.
Les huiles ou les mélanges d'huiles appliqués suivant l'invention au procédé connu de réduction des minerais de fer par le carbone d'une coulée de fer, sont pressés ou pompés dans cette coulée.
Suivant une autre particularité de l'invention, on obtient une ré- partition particulièrement satisfaisante et une mise en solution rapide du carbone de décomposition et du carbone solide en suspension dans le mélange en pressant ou en pompant l'huile ou le mélange d'huiles, qui se laissent transporter aisément dans des tuyauteries, sur la surface de la coulée de fer, par en haut, avec une énergie cinétique suffisante pour traverser
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le laitier surnageant à ladite surface et pénétrer dans le métal, sur une grande profondeur, L'extrémité de la tuyauterie d'arrivée de l'huile ou du mélange et de carbone pulvérisé doit alors se trouver au-dessus de la surface de la coulée de fer et de son laitier et être disposée de préfé- rence verticalement ou inclinée d'au moins 45 sur la surface du bain.
Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention on va décrire, mais seulement à titre d'illustration et sans aucun caractére limitatif de sa portée, un mode de réalisation pris comme exemple et représenté par le dessin ci-annexé. Dans ce dessin est représenté un four de réduction se prêtant particulièrement bien à la préparation directe du fer avec des minerais suivant'l'invention
Ce four de réduction se compose d'un creuset 1 et d'une cuve 2 se rétrécissant vers le haut et fermée, à la manière connue, par un entonnoir de chargement 4, qui est pourvu d'un c6ne 3.
Des brûleurs 5 sont uniformément répartis sur la circonférence du creuset 1.
Une ouverture 6, qui peut être prévue dans la cuve 2 ou dans le creuset 1, sert à introduire dans ce creuset, le fer liquide destiné à un bain 7 riche en carbone.
Ce bain est alimenté d'un agent réducteur, constitué par de l'huile ou un mélange d'huile et de carbone finement broyé, au moyen d'une tuyaute- rie 8 dont l'extrémité 9 se trouve toujours au-dessus du bain de laitier.
La partie 11 de la tuyauterie 8 précitée est en principe orientée verticalement vers la surface du laitier. Mais elle peut être inclinée jus- qu'à 45 .
De même, il est possible de disposer plusieurs tuyauteries d'amenée 8, de manière que leurs bouts 9 soient distribués dans la zone située au-des- sus du bain de fer et de laitier.
Les gaz s'échappent-du four de réduction par les tuyaux 13-14 allant de la partie supérieure de la cuve 2 à un collecteur 12.
Le fer obtenu par la réduction est évacué à travers une ouverture 15, ménagée dans le fond du creuset 1, et le laitier à travers une ouvertu- re 16 située au-dessus de l'ouverture 15.
Ce four de réduction est exploité comme suit, conformément à l'invention :
Le minerai à réduire, qui doit être en grains aussi fins que possible et lequel peut être formé d'un concentré d'un minerai friable ou de tous autres oxydes de fer tels que battitures de laminage,est déversé dans l'entonnoir de chargement 4, en mélange avec les produits d'additioh scorifiants nécessaires.
De la fonte contenant 3,8 à 4,20% de carbone, par exemple, est versée dans le creuset 1, à travers l'ouverture 6, pour former le bain 7.
Ensuite, on chauffe au moyen des brûleurs 5, qui marchent de préfé- rence à l'huile.
Dès que le creuset 1 a été porté à la température de réduction, c'est-à-dire à une température comprise entre 1200 C et environ 1600 C, l'agent réducteur et recarburant constitué par de l'huile ou une émulsion d'huile et de carbone pulvérulent est pompé sur la surface du bain de fer 7, par le bout 9 de la partie 11 de la tuyauterie 8, à une pression effectif
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de 4 à 12 kgs par cm2, ce liquide pénétrant alors dans le métal fondu, sur une profondeur importante, pour se disperser et se dissoudre rapidement dans'ce métal.
En même temps ou peu après, on ouvre le cône 3 de l'entonnoir de chargement 4 pour que la charge 17, qui est continuellement renouvelée, tombe comme la pluie sur le bain de fer 7, à travers la cuve 2. La charge y est réduite en fer avec formation de laitier. Ce fer entrant dans le bain 7 est continuellement recarburéo
Dès l'amorçage de la réaction, les brûleurs 5, qui ont marché jus- que-là à la combustion normale, sont alimentés avec un excès d'oxygène suf- fisant pour que le monoxyde de carbone dégagé à la réduction soit brûlé pour donner de l'anhydride carbonique.
De cette manière, un grand nombre de calories dépensées pour la réduction sont récupérées et utilisées en même temps que les fumées des brûleurs 5 pour le réchauffage de la charge pendant sa descente dans la cuve 2.
Il va sans dire que l'excès d'oxygène précité peut être remplacé par l'oxygène insufflé par des brûleurs 18 dans la zone du four située au-dessus des brûleurs 50
S'il s'agit d'élaborer de la fonte, donc du fer très carburé, la réduction peut être faite en continu, la fonte et le laitier pouvant être évacués périodiquement ou saxe interruption, par les ouvertures 15-16.
Lorsqu'on veut fabriquer de l'acier, on doit opérer en service périodique, c'est-à-dire interrompre l'amenée des agents réducteurs et re- carburants par la tuyauterie 18 après la préparation d'une certaine quan- tité de fonte, puis charger du minerai sur le bain 7, exempt de laitier, aussi longtemps que la teneur en carbone désirée, dans la coulée de fer, n'a pas été atteinte.
Quoique le four décrit ci-dessus convienne particulièrement bien pour la mise en oeuvre du procédé de réduction des minerais de fer par de l'huile ou par un mélange d'huile et de carbone pulvérulent, cette réduction peut être effectuée par les mêmes moyens dans un four à sole ou dans un four rond, ces fours pouvant être chauffés par l'électricité.