BE693851A - - Google Patents

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BE693851A
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Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 
 EMI1.1 
 



  "Agglom6at1on de boulettes de minerai de fe" 
 EMI1.2 
 La :p61Jt)nto 1nvelntion concerne :1.' ae:slom6ro.tion de boulettes do minorai de fer et en pt1ouli.:L' ua procédé de production de boulettes de minerai de ter pré-réduites contenant une proportion sensible de fer réduit et du car- bone. 



   Dans les   procédés   antérieure de production de ces boulettes.   particulièrement   destinées à être utilisées dans les procédés de préparation de fer en gueuses par fusion, il était courant de former des boulettes de dimensions relativement faibles   et à   concentration en carbone relativement 

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 élevée. On a constaté que ce procédé tend à donner des boulettes qui se réunissent entre elles par fusion ou se "cimentent". On a constaté maintenant qu'en augmentant les dimensions des boulettes à un maximum d'environ 38   mm   et un   minimum   d'environ 12,5 mm, on peut en obtenir qui ne s'agglomèrent pas ensemble par fusion,   c'est-à-dire   restent indépendantes l'une de l'autre.

   On a également cons- taté de manière assez inattendue que lorsqu'on augmente . la grosseur des boulettes, non seulement la tendance à l'agglomération par cimentation   diminue,   mais encore on peut diminuer de 15 à 35% la quantité de carbone nécessaire pour former des boulettes   pré-réduites   utilisables en fai- sant ainsi des économies de combustible,- considérables* 
On améliora d'autre part le procédé en utilisant un courant ascendant de durée relativement courte d'un agent oxydant à la fin du traitement. Grâce à ce traite- ment, le lit do boulettes est chauffé rapidement et uni- formément sans oxydation excessive de ses couches supé- rieures.

   Par "oxydation excessive" on entend une   réoxy-   dation du fer partiellement réduit, et une oxydation inu- tile du   carbone,   
Le procédé suivant l'invention convient aussi aisé- ment pour améliorer les phases du traitement, du fait que l'on peut par exemple utiliser des gaz sensiblement inertes on plus ou au lieu de gaz oxydants tel que   l'air,   et en mettant ainsi en oeuvre le procédé, on peut obtenir des boulettes do Minorai de fer à forte teneur   métallique,,   La façon dont on peut produire ces boulettes à forte te-   neure   métallique en utilisant les boulettes de granà diamètre selon la présente invention fait l'objet du 

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 brevet des Etats-Unis d'Amérique n    3,264,092.   



     On a   encore constaté que   grâce à     ce   procédé on peut accroître 2 à 3 fois la capacité d'une   nachine à   grilles mobiles utilisée dans le but de produire des bou- lettes pré-réduites par rapport à celle que l'on obtenait antérieurement, parce que les conditions ci-dessus per- mettent d'utiliser des courants de gaz à grand débit. 



   Sommairement, le procédé selon   l'invention   con- siste à rassembler du minerai de fer pulvérisé, une ma- tière   carbonée   en poudre, telle que du charbon pulvérisé, un fondant pulvérisé, par exemple un calcaire, en quanti- tés prédéterminées afin de former un mélange pulvérisé intime; à agglomérer ce mélange pour former de grosses boules dont les dimensions sont comprises entre environ   12,5     mm,   et 38 mm de diamètre; et   à   durcir ce mélange   en   boules dans un lit ayant une épaisseur d'environ 250 à 500 mm, sur une machine à grilles mobiles. On peut sou- mettre les boulettes obtenues par ce procédé à une métal- lisation plus poussée en réglant de manière correcte le débit de gaz traversant la charge épaisse.

   On peut amener ces boulettes chaudes à un appareil de fusion afin de fa- briquer immédiatement du fer conformément aux processus connus,ou bien on peut les refroidir et les envoyer à un poste de fusion éloigné. Ce dernier avantage permet d'ef- fectuer la réduction   préliminaire   à la mine, puis d'ex- pédien à une aciérie éloignée par wagons ou péniches. 



   Un procédé mis en oeuvre couramment pour produi- re des boulettes carburées consiste   à   former des boules "fraiches" ayant un diamètre d'environ   10   mm que l'on dé- pose sur une machine à grilles mobiles sous une épaisseur 

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 relativement faible de 100 à 150 mm.

   On sèche d'abord ces boules pendant à peu près 7 minutes; on les enflamme au moyen d'un brûleur à flamme libre pendant environ   1   minute, puis on les carbure au moyen d'un courant d'air passant de haut en bas pendant environ 9 minutes sous un débit d'en-   viron   15 m3 par m2 par minute,, L'expérience a montré que les boulettes petites ont une surface apparente relative- ment grande qui provoque des pertes de carbone dans le courant d'air, donne un taux de réduction relativement faible, et que les débits élevés à des températures exces- sives provoquent une agglutination. Il faut une source distincte   d'inflammation à   flamme gazeuse.

   Les boules pe- tites présentent plus de surface sensible aux pertes par flottement, et il faut un lit peu profond pour éviter une suroxydation des couches supérieures pendant que les couches inférieures se carburent. L'utilisation d'air comme milieu fluide tend à provoquer l'apparition d'une oxyda- tion plus intense qui provoque un échauffement'excessif non réglable dû à une combustion excessive du carbone, ainsi qu'une réoxydation du fer réduit, y compris du fer métallique déjà formé.Le courant continu de haut en bas provoque également un échauffement excessif des grilles et des éléments de supporta 
La présente invention constitue un perfectionne- ment au procédé classique de production de gueuses de fer et remédie dans dé grandes proportions aux inconvénients du procédé mis habituellement en oeuvre,

   et de plus elle permet d'économiser plus de 35% du charbon nécessaire nor- malement. 



   Lorsqu'on utilise un lit épais et que le front de 

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 chaleur provoqué par l'inflammation du carbone fixe à   la'   surface supérieure pénètre en descendant dans ce   lit,   une fois que ce front en a traversé 1/2 à 4/5 de l'épaisseur, l'intensité de la réaction chimique à la surface supérieure est telle que cette réaction   devient   oxydante par nature et que le métal libéré   commence   à se   réoxyder.   On évite cette action indésirable en inversant le sens du passage des gaz dans le lit. On assure ainsi l'homogénéité du pro- duit final et l'on augmente grandement la capacité.

   Par ailleurs, la composition des gaz chauds, une fois qu'ils ont traversé la moitié ou les quatre cinquièmes de   l'épais-   seur du lit est telle que la carburation et la préréduc- tion en métal libre désirées deviennent de moins en moins effectives à mesure que les gaz pénètrent dans le lit. 



  L'inversion du sens de passage des gaz lorsque le front de chaleur a traversé 1/2 à 4/5 de l'épaisseur du lit permet de produire dans tout ce lit un produit plus homogène que ce n'était auparavant possible avec des lits d'épaisseur relativement grande. De plus, comme la matière carburée est mélangée intensément au minerai de fer dans toute la boulette au lieu d'être concentrée à sa surface, la perte de carbone par combustion est réduite et on en conserve assez pour réduire l'oxyde de fer métallique. Une partie du carbone de la boulette est utilisée dans ce but pen- dant le durcissement et le solde reste dans la boulette carburée et est suffisant pour réduire l'oxyde de fer résiduel en métal libre au cours du tralvement ultérieur des boulettes,dans un haut fourneau par exemple. 



   Conformément à la présente invention, on utilise de grosses boulettes de fraîche fabrication ayant un 

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 diamètre qui est environ 2 à 4 fois celui utilisé anté-   rieurement.   On dépose ces boulettes en une couche qui est également de 2   à   fois plus épaisse que celles utilisées     antérieurement   et on les sèche par un courant de gaz de recyclage. On peut alors enflammer le lit avec un brûleur à flamme libre et y   injecter   de l'air ambiant pour obtenir une boulette de minerai de fer préréduite. 



   Au lieu d'utiliser une flamme libre, on peut enflammer la charge au moyen d'un courant préchauffé de gaz pratiquement neutres provenant des produits de la com- bustion gazeuse et mélangés à des gaz de recyclage venant de la zone de carburation et chauffés par un brûleur dans les conduites de sortie. Cependant, ainsi qu'on l'a indi- qué plus haut, on peut utiliser l'air ambiant pour obtenir un produit aggloméré par un laitier. Après la zone de carburation, la charge passe dans une zone où l'on fait passer dans le lit le courant, qui peut également être pauvre en oxygène ou être de l'air, dans le sens opposé à celui du courant dans cette zone de carburation, afin d'enflammer le lit par-dessous.

   C'est là un courant créant une réaction et non un courant de refroidissement, On obtient un produit préréduit et carburé qui est alors en état d'être introduit directement dans un four électrique pour y être fondu, On peut ensuite faire passer la masse, comme indiqué ci-dessus, dans une zone de métallisation où l'on durcit les; boulettes en les transformant en boules durcies par la présence du métal et dans lesquelles 60 à 90 % du métal existant est réduit à l'état métallique, 
Grâce à ce système de carburation utilisant de grosses boulettes en couches épaisses, soumises à une 

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 réaction par de forts courants de gaz, on obtient par ap- pareil des rendements de carburation relativement élevés. 



  Ce système est caractérisé par un réglage de la température du lit que l'on effectue en réglant la température et la composition du courant gazeux. On obtient une limitation de l'excès de température par les grandes dimensions des boulettes qui présentent par unité de poids une plus petite surface soumise à   l'oxydation   par le courant. La transfor- mation en scories est également réduite, à cause du nombre plus faible de points de contact que l'on obtient en uti- lisant de grosses boulettes au lieu de celles de plus petit diamètre de la pratique antérieure.

   Les boulettes obtenues sont agglomérées au laitier et contiennent une proportion relativement élevée de fer libre sous forme de particules microscopiques distinctes, et la quantité de charbon utili- sée est environ   65 à   85% de celle nécessaire avec le procédé CASE (brevet des Etats-Unis d'Amérique n    2.806.799).   



   D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessine annexés et donnant à titre indicatif, mais non limitatif deux formes de mise en oeuvre du procédé selon la présente invention. 



   Sur ces dessins, 
La figure 1 est une représentation schématique simplifiée de la mise en oeuvre d'un procédé pour obtenir des boulettes préréduites selon la présente invention, et 
La figure 2 est également une représentation schématique simplifiée de la mise en oeuvre d'une variante. 



   Selon la présente invention, on provoque une réaction solide-gaz en atmosphère chaude pour obtenir des 

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 boulettes liées par un laitier et contenant du fer sous forme métallique réduite dans la proportion d'environ 15 % jus- qu'à 45   %   du métal existant dans le minerai chargé initia-   lement,   Le procédé classique donne des boulettes prérédui- tes qui contiennent du fer à l'état métallique sous forme de particules microscopiques distinctes à raison d'environ 
20 % du fer existant et utilise environ 30 % de combusti- ble charbon de plus que le présent procédé.

   La quantité de. matière carbonée utilisée ici est celle qui contient du carbone fixé en quantité au moins suffisante pour réduire 
100 %de la teneur en fer du minerai en fer métallique sans dépasser 120   %   de cette valeur. 



   On se reportera plus particulièrement au schéma de la figure   1;   le procédé exposé ici prévoit de former des boules de fraîche fabrication de minerai de fer, de fondant et de matière carbonée, les proportions relatives des principaux composants étant telles que dans les con- ditions de mise en oeuvre du procédé les boules soient au- to-fondantes et auto-réductrices.

   Par exemple, la compo- sition d'une charge utilisant un minerai particulièrement riche peut être la suivante 
 EMI8.1 
 
<tb> minerai <SEP> de <SEP> fer <SEP> 53 <SEP> %
<tb> 
<tb> matière <SEP> carbonée <SEP> (houille <SEP> non <SEP> collante) <SEP> 30 <SEP> %
<tb> 
<tb> calcaire <SEP> 11 <SEP> %
<tb> 
<tb> sable <SEP> siliceux <SEP> 6 <SEP> %
<tb> 
 
Dans certains cas, on peut utiliser des linnts tels que l'amidon, une liqueur de sulfite, de la chaux, des sels ou de la bentonite, 
L'analyse chimique, en pourcentage, des compo- saut$ types est la suivante 

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 ANALYSE CHIMIQUE 
 EMI9.1 
 Minerai de fer ha;

  cl).GIf-e-,Jcair8 Sable- silicemc total¯¯¯¯ 69,94 $-- ' 2,00 % 0,30 % 0 il 12 --FeO 27 ,89 % Fe 203 6891  2p9O o,43 % 0,1?% S'02 1,41% 5,59% 3,18 % 97,3' % Al20, 52% 2,69% 1,64% ., ,86 -,r 
 EMI9.2 
 
<tb> CaO <SEP> 0,19 <SEP> % <SEP> 0,52 <SEP> % <SEP> 53,64 <SEP> % <SEP> 0,66%
<tb> 
<tb> MgO <SEP> 0,05% <SEP> 0,13 <SEP> % <SEP> 0,47 <SEP> %-
<tb> 
<tb> S <SEP> 0,004% <SEP> 0,67 <SEP> % <SEP> 
<tb> 
<tb> matières <SEP> volatiles <SEP> 32,95 <SEP> %
<tb> 
<tb> carbone <SEP> fixe <SEP> 54,55 <SEP> %
<tb> 
<tb> cendres <SEP> 12,50 <SEP> %
<tb> 
   On   broie et on mélange les divers composants pour obtenir un mélange granulaire, les dimensions des particu- les étant celles qui conviennent pour la formation de bou- lettes et étant de façon générale comprises entre moins de   0,043   mm et 1,7 mm, de préférence entre environ 0,15 et 0,30 mm.

   On prépare les matières de façon que le mélange 
 EMI9.3 
 ait des dimensions sensiblement in²4ieures à 1,? mm et   contiennent   approximativement 80 % de particules   inférieu-   res à 0,15 mm et 50 % environ inférieures à   0,043   mm.   L'ana-   lyse individuelle des dimensions des matières premières n'est pas caractéristique, et   c' est   la composition physi- que du mélange qui donne les caractéristiques voulues pour l'agglomération convenable. 



   On mélange soigneusement les divers composants et on les   amené   à une turbine 2, Cette turbine est un appa- reil classique de formation de boulettes, à auge ou tam- bour rotatif incliné. Une fois qu'elle a été "stabilisée" 

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 c'est-à-dire qu'on a réalisé l'équilibre de ses   conditions   de fonctionnement, le diamètre des boulettes obtenues est remarquablement uniforme. Le terme boulettes de fraîche fabrication utilisé ici se rapporte au fait que ces bou- lettes n'ont pas été séchées ou   durcies   et signifie qu'elles sont humides à la sortie de la turbine. On se reportera au brevet des Etats-Unis d'Amérique n  2.947.026 qui montre une forme de turbine utilisable pour former des boulettes selon l'invention.

   Ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, le diamètre moyen des boulettes est de préférence tel qu'elles passent dans un tamis à   mailles   de 25 mm de coté et soient retenues par un tamis à mailles d'environ   16   mm. On désire obtenir un diamètre moyen d'environ   19   mm. Les boules ou particules qui sont inférieures à la dimension désirée sont hachées et broyées, par exemple dans un broyeur à pilon, ou   renvoyées   au tambour d'agglomération pour être encore gros- sies. Comme on l'a indiqué plus haut, les boulettes utili- sées suivant l'invention sont plus grosses que celles que l'on utilisait industriellement auparavant. 



   Les boules contenant d'environ   10   à 15% en poids d'humidité sont amenées par un transporteur 3 à une machine à grilles mobiles classiques 4. Ainsi que le savent les spécialistes, cette machine est une longue voie sur laquel- le passent des plateaux séparés montés sur roues, dont cha- oun a un fond constitué de plusieurs barreaux ainsi que des parois latérales verticales. Lorsque ces plateaux avan- cent sur   la   partie à niveau de la voie, ils forment un ca- nal mobile continu.   Du   côté de la vidange de cette partie droite, les divers plateaux sont amenés par un   guide à   une voie de retour renversée et la roue dentée de l'extrémité 

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 du chargement les redresse à leur position   normale   et le cycle se répète.

   La partie droite de la voie comporte des hottes   contiguës   disposées au-dessus des plateaux et qui envoient, sur la surface de la charge que portent ces plateaux, des gaz ou les aspirent. En coopération avec elles a plateaux et de la charge plu- sieurs coffres de soufflage contigus destinés de même à en- voyer des gaz sur la charge, ou   à   les aspirer. 



   Les houlettes sont soumises   d'abord à   un séchage dans une zone délimitée par la hotte 7 qui coopère avec le coffre 8 et fait passer dans la charge 6 des gaz chauds ayant une température d'environ   150 à   315 C. Ces gaz sont prélevés sur ceux qui sont évacués à un autre endroit de l'installation. Comme ces derniers ent généralement une température trop élevée pour un séchage correct, il est nécessaire de les tempérer en admettant en 5 de   l'air   am- biant pour que la température des gaz envoyés sur le lit 6 ait la valeur désirée. Ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, le lit 6 est beaucoup plus épais que d'ordinaire, c'est-à- dire que son épaisseur est de   250 à   500 mm.

   Il est essen- tiel d'adapter la température des gaz de séchage   à   la com- position des boulettes, afin de réduire au minimum l'in- flammation anticipée de la matière carbonée et l'éclatement et la rupture des boulettes par dilatation rapide de la vapeur d'eau qu'elles contiennent. Un tel éclatement pro- voque la formation de quantités indésirables de fines. Le débit des gaz de séchage est d'environ 60 à 90 m3 par m2 de surface du coffre de soufflage et par minute. 



   Après séchage, les boulettes pénètrent dans une zone de carbonisation et de   préréduotion   délimitée par la 

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 hotte double 9 et les coffres10 et   11   et   où.   elles sont enflammées par un courant de gaz chauds qui traversent le lit sous un débit d'environ 30 à 60 m3 / m2/minute et ont une température suffisante pour amorcer et provoque? une réaction entre les phases solides incluant la matière car- bonée, l'oxygène et le minerai.   On   chauffe ces gaz en dehors de la machine en y faisant brûler un gaz combustible et également en enflammant les gaz extraits du lit dans un brûleur   12   et en en recyclant au moins une partie au moyen d'un ventilateur   13   afin de leur faire retraverser le lit ou charge.

   L'échauffement de cette charge provient donc-du passage des gaz chauds à travers elle, et de   l'oxy-   dation d'une partie de la matière carbonée. 



   Bien qu'il ne soit pas pratique d'utiliser des gaz complètement inertes dans le courant gazeux des phases de carburation ou de préréduction, on pourrait aisément. utiliser de tels gaz, par exemple de l'azote. Cependant, du point de vue pratique, on utilise beaucoup plus commodé- ment un air pauvre en oxygène qui, du fait de l'existence de faibles quantités de cet oxygène, par exemple 5 à 15 % en volume, et de préférence 5 à 8%, peut être légèrement oxy- dant. En variante, comme les gaz comprennent des oxydes de carbone, par exemple du CO, ils peuvent être par nature légèrement réducteurs.

   Le terme "sensiblement   neutres"uti-   lisé ici pour désigner les gaz que l'on fait passer dans le charge désigne donc des gaz complètement neutres ou inertes, ainsi que les compositions gazeuses comportant de l'air et qui peuvent contenir des quantités faibles, par exemple 5 à   15   % en   volume,   soit de composants oxydants tels que l'oxygène, soit de composants réducteurs, tels que 

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 l'oxyde de   carbone. Ainsi   qu'on l'a indiqué, on peut ajouter de   11 air   pour aider le lit à s'enflammer et à réagir chimi- 
 EMI13.1 
 quement sous l'effet du courant ascendant. 



   Comme l'indique le brevet des   Etats-Unis   d'Amé- rique n    3.264.091,   si   l'on   fait continuer le passage des gaz inertes assez longtemps, la température de la   charge   peut   atteindre   environ   1300 à   1340 C, température à   la-   quelle la réduction des oxydes de fer a lieu à   raison   d'en- viron 60 à 90   %     du fer   existant dans la charge, et les   bou-   lettes dépassent   l'état   d'agglomération par un laitier et deviennent en fait agglomérées par le métal, ou métalli- 
 EMI13.2 
 sées. --- .

   -- -- .--.- ¯ ¯ ¯¯¯ --------w--¯ ¯ - 
On peut   charger   directement les boulettes trai- tées selon la présente invention dans un four de fusion ou bien les refroidir et les transporter à une fonderie éloi- gnée. Dans   l'un   et l'autre cas,l'invention a permis   d'effec-   tuer la réaction réductrice sur la machine à grilles mobiles, et le fondant est inclus dans les boulettes obtenues. Celles qui sortent de cette machine conformément au procédé sont pratiquement complètement indépendantes et sont donc faciles à transporter et à manutentionner, contrairement au produit agglutiné que l'on obtenait   antérieurement.   



   Bien que l'on puisse mettre en oeuvre avec succès le   procède   tel qu'il vient d'être décrit, on obtient de meilleurs résultats en ce qui concerne la préréduction lors- qu'on change le sens de passage des gaz chauds dans la charge de boulettes. Si l'on fait passer les gaz dans le lit en sens inverse de celui des gaz de carburation et de pré- réduction, on assure que la réaction a sensiblenent la même importance à tous les niveaux de la charge. Après avoir 

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 inversé le sens de passage, on peut obtenir une'réduction supplémentaire et une forte métallisation des boulettes dans une zone qui suit immédiatement celle de   l'inversion.   



  Par exemple, si le courant de carburation et de préréduction est dirigé de haut en bas et   à   un débit d'environ 30 à   60   m3 par m2 et par minute, le courant de   prémétallisation   est ascendant et a un débit d'environ   8 à     60   m3/m2/minute. 



  Les boulettes peuvent ensuite pénétrer dans une zone d'absorp- tion de chaleur où les gaz passent de haut en bas. Dans le procédé ainsi   modifié.,  l'importance de la métallisation est, comme on l'a indiqué plus haut d'environ   60   à 90% du fer exilant dans le minerai de la charge. 



   Dans les procédés de fabrication de boulettes décrits ci-dessus, on peut incorporer tout genre de matière carbonée comme agent réducteur. Afin de donner un produit aggloméré par un laitier, ce composant réducteur doit aussi comporter une matière goudronneuse ou asphaltée servant d'agent de formation du liant.   Lorsqu'on   utilise du coke, du charbon de bois, de la lignite ou de l'anthracite, il faut ajouter à ce combustible environ 25% de sonpoids d'un   résidus goudronneux   fondant facilement. Le charbon   bi-   tumineux qui contient déjà cet ingrédient, n'exige aucun autre additif. 



   On a représenté schématiquement sur la figure 2 la mise en oeuvre d'une variante suivant la présente in- vention. Les appareils utilisés sont classiques. Comme le montre donc cette figure 2, un mélange de minerai de fer pulvérisé de matière carburée pulvérisée et d'un fondant pulvérisé, de composition semblable à celle indiquée plus haut, est amené par un transporteur 30 à un tambour 

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 classique 31   à   cuvette tournante inclinée. De là les bou- lettes de fraîche fabrication ayant des dimensions moyennes d'environ 12,5 à 38 mm sont amenées au moyen d'un trans- porteur 32 à une   machine à   grilles mobiles classiques 33.

   Ces boulettes relativement grosses sont déposées sur les grilles sous une épaisseur de 250 à 500   mm,   avantageusement environ 380 mm, l'épaisseur du lit étant fixée au moyen d'une trappe 34 que l'on peut ajuster pour régler l'épaisseur de la charge   à   la hauteur désirée. 



   Les boulettes passent d'abord dans une zone de séchage qui est délimitée par la hotte 35 et le coffre de soufflage coopérant 36 disposé au-dessous des grilles. On fait passer dans le lit un courant de gaz de recyclage ayant une température de   150   à 315 C, les gaz chargés d'humidité étant envoyés à l'atmosphère au moyen d'un ventilateur 37. 



  On règle la durée du séjour des boulettes dans cette zone de manière à être sûr que leur teneur en humidité soit in-   férieure à   environ 2 % d'eau en poids, la vitesse d'évacua- tion de l'humidité étant telle qu'on évite   l'effrittement   et la désintégration des boulettes, D'ordinaire, des débits d'environ 60 à 90 m3/m2/minute, et une durée de séjour dans cette zone d'environ 8 à 12 minutes donnent un produit   suf-     fisamment   sec. 



   Puis on enflamme les boulettes sous une flamme de gaz 45 à l'air libre. Le ooffre 38 disposé sous la grille dans la zone de carbonisation et de préréduction associé au ventilateur 39, fait passer les gaz chauds de haut en bas dans la charge et permet de faire brûler le carbone contenu dans le composant carboné. Il fait aussi passer de haut en bas, l'air ambiant dans la   charge à.   cause 

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 de la dépression que provoque le ventilateur 39. Cela per- met au combustible de continuer à s'oxyder, ce qui échauffe la charge et fait débuter une réduction partielle du minerai sous l'effet de la réaction de ce dernier aveo le carbone. 



  Le ventilateur 43 crée un courant ascendant à la fin de la zone de combustion, comme dans l'appareil de la figure   1.   



  La température de la charge dans cette zone atteint environ   980 0   et le minerai peut se convertir en fer métallique libre à raison d'environ 15 à 40   %.   Le fer ainsi produit est sous forme de particules très finement divisées, les boulettes sont généralement liées par un laitier et la réoxy- dation du fer réduit en oxydes de fer est minimum. Ces boulettes ne sont pas aussi résistantes à l'écrasement que celles plus fortement métallisées décrites dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n    289.221   du 20 juin 1963 déposée par Thomas Eugene BAN. Cependant on peut les envoyer directement à un four de fusion ou les refroidir et les transporter jusqu'à un four éloigné. 



   Le débit de l'air dans la zone de combustion et de préréduction est d'environ 30 à 60 m3/minute par m2 de surface du coffre et le lit atteint une température d'environ 980 à   1200 0 à   l'extrémité de cette zone. 



   Afin d'utiliser la chaleur des gaz sortant de la      zone de combustion, on peut monter dans la canalisation un brûleur 40. Ces gaz sont renvoyés à la zone de séchage et si nécessaire on peut y introduire de l'air en 41 pour por- ter leur température à la valeur correcte. Les gaz de combus- tion contiennent en poids environ   15   à 23 %   d'oxygène   
On a constaté que ce procédé,qui est une modifi- cation du procédé CASE décrit dans le brevet des Etats-Unis 

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 d'Amérique n    2.806.779   permet d'utiliser moins de   charbon   ou de matière carbonée, par exemple jusqu'à 33 % de moins dans le mélange initial et diminue également la tendance à la formation de scories dans le produit final.

   On obtient ainsi ce dernier sous la forme de boulettes séparées qui ont subi une certaine réduction de dimension et ont subi 
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 une rédueti-an-j?artiellu-dBs oxydes 1ies--- -conte-   naient,   laquelle y forme des particules libres microscopi- ques séparées de fer. 



     :En   général, la proportion de carbone utilisée dans les compositions est déterminée par l'importance de la réduction et du durcissement, que la matière doit réaliser. Cette matière doit contenir du carbone libre et en fournir une quantité au moins suffisante pour conver- tir tout l'oxyde de fer en fer métallique et pour fournir le taux de carbone désiré, par exemple 3,5 %, dans les gueuses obtenues. Dans un mode pratique de détermination de la quantité de matière carbonée, on suppose que le carbone réagit sur les oxydes de fer en donnant de l'oxyde de carbone au lieu de CO2 ou d'un mélange de CO et de CO2. 



  On suppose de plus que seul le carbone fixé de cette manière subit la réaction ou est disponible pour elle. Une certaine 
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 partie de ce carbone fixée est perdue, ¯¯lton -a.d e1ï qu.-elle est d'environ 20 %.   banc-;   lorsqu'on a calculé la quantité de carbone disponible dans la matière et que l'on a calculé la quantité nécessaire pour réduire le minerai en élément fer, on multiplie la quantité trouvée par 1, 2 pour tenir compte des pertes en carbone fixé. Le résultat divisé par la proportion de carbone fixé dans la matière carbonée donne la quantité de cette matière à utiliser dans une composition 

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 donnée. Les   matières   usuelles contiennent environ 55 % , de carbone fixé.

   Il   suffit     d'ordinaire   dans ce but que la   , ratière   carbonée représente 25 à 50   %   et la plupart du temps environ   30.%   du poids total du mélange. 



   Il va de soi que la présente invention a été décrite ci-dessus à titre explicatif, mais nullement limi-   tatit   et que l'on pourra y apporter.toutes modifications de détail sans sortir de son cadre.

Claims (1)

  1. RESUME Procédé de préparation de boulettes de minerai de fer séparées, non agglutinées, durcies et pratiquement réduites dans un lit mobile épais et volumineux, boulettes contenant de 15 à 40 % de la teneur du fer à l'état métal.. lique, procédé caractérisé par les points suivants pris séparément ou en combinaisons :
    1) il comprend les étapes suivantes : a) former un mélange de particules ayant une composition sensiblement uniforme et consistant essentielle. ment en minerai de fer, en une matière carbonée et en un fondant, la quantité de matière carbonée utilisée comportant une quantité de carbone fixé au moins suffisante pour ré., duire la totalité des oxydes de fer du minerai en métal libre, et ne dépassant pas 120 % de cette valeur; b) former avec ce mélange des boulettes humides, dont le diamètre moyen est compris entre un maximum d'en- viron 38 mm et un minimum d'environ 12,5 mm; o) charger ces boulettes sur une grille mobile en formant un lit ayant une épaisseur d'environ 250 à 500 mm;
    d) sécher ce lit dans une zone de séchage en le faisant traverser par des gaz chauffés à une température d'environ 150 & 315 C sous un débit d'environ 60 à 90 mètres cubes par minute et par mètre carré de surface du coffre de soufflage; e) amener le lit séché dans une zone de car- buration et de préréduction;
    f) chauffer ce lit pour carburer et préréduire les boulottes en y faisant passer des gaz d'une surface à l'autre, afin de porter sa température sur le front de <Desc/Clms Page number 20> chaleur qui le traverse, entre environ 980 et 1200 C, l'importance de la réduction des oxydes (Le fer en fer mé- tallique étant d'environ 15 à 40 % du poids du fer contenu dans les boulettes les gaz passant dans le lit sous un débit d'environ 30 à 60 mètres cubes par minute et par mètre carré de surface du coffre de soufflage;
    et g) avant que ce front de chaleur ne traverse complètement le lit, y faire passer des gaz dans le sens inverse du précédent, afin de créer un front de chaleur de carburation et de préréduction se déplaçant en sens inverse, si bien que l'importance de la combustion et de la préréduc- tion des boulettes est sensiblement la même dans toute l'épaisseur du lit, et que la réoxydation du fer métallique reste minimum.
    2) Les gaz utilisés pour le séchage sont obtenus par recyclage des gaz qui sortent du lit pendant le chauf- fage.
    3) On enflamme le lit au moyen d'une flamme une fois que lea boulettes ont traversé la zone de séchage.
    4) On chauffe le lit en y faisant passer de l'air, 5) Le gaz envoyé en sens inverse dans la phase (g) est un gaz chaud recyclé provenant de la phase de chauffage.
    6) Co gaz est pauvre en oxygène.
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