Procédé et four pour le traitement thermique de matières solides, en particulier en vue de la fabrication du magnésium à partir de ses minerais.
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l'a <SEP> préente <SEP> invention, <SEP> à <SEP> laquelle <SEP> a <SEP> colla 1U1',- <SEP> .@1. <SEP> C@re01'\'eS-d111eS <SEP> @@ligrl@te <SEP> I7assereall,
<tb> currcerne, <SEP> cz <SEP> une <SEP> manière <SEP> générale, <SEP> le <SEP> iraite :ucn1, <SEP> ch <SEP> ermique <SEP> rlr <SEP> matières <SEP> solides, <SEP> e1;
<SEP> -elle
<tb> ^- <SEP> l'apport" <SEP> en <SEP> particulier, <SEP> à. <SEP> lin <SEP> tel <SEP> 1raite i:i:-lli <SEP> effectnr, <SEP> en <SEP> vue <SEP> de <SEP> la <SEP> préparation <SEP> du
<tb> nran="@iurn <SEP> par <SEP> réduction <SEP> de <SEP> ses <SEP> minerais. <SEP> On
<tb> M>:11 <SEP> (flic <SEP> c#e= <SEP> traitement <SEP> de <SEP> réduction <SEP> exige <SEP> des
<tb> 1=-rlrp:;ratrrre; <SEP> élevées, <SEP> de <SEP> l'ordre <SEP> de <SEP> 1000 <SEP> à
<tb> !.3'1(1" <SEP> <B><I>C</I></B>, <SEP> et <SEP> que. <SEP> le <SEP> problème <SEP> de <SEP> l'a <SEP> bonne <SEP> uti des <SEP> calories <SEP> présente, <SEP> par <SEP> conséquen-i,
<tb> :rïrportance <SEP> 101!1c <SEP> spéciale.
<tb> Dan <SEP> -# <SEP> la. <SEP> technique <SEP> habituelle <SEP> de <SEP> la <SEP> prépa r <SEP> :
<SEP> r <SEP> 1 <SEP> i <SEP> oii <SEP> d <SEP> rnagnéiurn <SEP> par <SEP> ce <SEP> moyen, <SEP> on <SEP> mé @:, <SEP> @;..,, <SEP> :i'l,barrl <SEP> inürrïernenl, <SEP> le <SEP> minerai <SEP> avec <SEP> le
<tb> r'r@lp; <SEP> r <SEP> r,duetelrr <SEP> et <SEP> l'on <SEP> constitue, <SEP> avec <SEP> ce <SEP> mê l.@r@@, < _., <SEP> df@@ <SEP> a:-@glomérés <SEP> que <SEP> l'on <SEP> soumet <SEP> au
<tb> Il:rilf=nir#n1, <SEP> lrermique. <SEP> Mais, <SEP> jusqu'ici, <SEP> il <SEP> a. <SEP> été
<tb> 1l,- <SEP> porter <SEP> ces <SEP> aggloméré, <SEP> à. <SEP> une <SEP> tem i::@,:11Ir:.uniforme <SEP> soit <SEP> en <SEP> raison <SEP> de <SEP> leur <SEP> dis i;o@ition <SEP> l:_;
<SEP> uns <SEP> par <SEP> rapport <SEP> aux <SEP> autres, <SEP> soit
<tb> :@ <SEP> :=911" <SEP> dj. <SEP> 1 < a <SEP> position <SEP> occupée <SEP> par <SEP> les <SEP> organes
<tb> vis-à-vis <SEP> de <SEP> la <SEP> matière <SEP> traitée.
<tb> Le <SEP> procédé <SEP> selon <SEP> 1a, <SEP> présente <SEP> invention
<tb> : <SEP> ol11#i;lcy <SEP> â <SEP> soumettre <SEP> < e <SEP> l'action <SEP> de <SEP> la <SEP> tempéra tlir'e <SEP> :1c-:
<SEP> a@'gloniérés <SEP> en <SEP> les <SEP> matières <SEP> solides <SEP> à
<tb> traiter, <SEP> @i-Iperpose:@ <SEP> de <SEP> manière <SEP> à <SEP> constituer
<tb> IIl1t' <SEP> enceinte <SEP> à <SEP> paroi <SEP> verticale, <SEP> au <SEP> centre <SEP> de
<tb> 1;,c1u.#=ll.e. <SEP> est, <SEP> disposé <SEP> lui <SEP> organe <SEP> de <SEP> chauffage,
<tb> l'éclification <SEP> de. <SEP> cette <SEP> enceinte <SEP> étant <SEP> telle <SEP> que,
<tb> d'un <SEP> e <SEP> part, <SEP> sa <SEP> paroi <SEP> ne <SEP> comprenne <SEP> qu'une
<tb> - < '111e <SEP> 1'arigé.-s <SEP> d'a@.;';lomérés <SEP> dans <SEP> son <SEP> épais- leur t:
t que, d'autre part, son diamètre ou ses dimensions transversales soient suffisamment grandis par rapport à. cette épaisseur pour que le rapport des aires des faces interne et externe de la. paroi soit voisin de l'unité.
On a constaté que dans ces conditions opé ratoires l'a réduction du minerai était obtenue rapidement et d'une manière sensiblement uniforme pour tous les éléments de la charge du four et que l'on évitait aussi bien les cornrnencements -de fusion pouvant résulter de surcliauffages locaux que les défauts de réduction occasionnés par un chauffage in suffisant.
Cette cail;e de bon rendement résulte elle même du fait que la paroi étant constituée, dans son épaisseur, par une seule rangée d'agglomérés, ne présente pas de solutions de continuité pour la transmission de la chaleur d'une face à l'autre de la paroi et permet ainsi un bon écoulement de la chaleur dans les agglomérés constituant cette paroi.
Par ailleurs, grâce à l'égalité approchée des aires desdites faces, le flux calorifique, dans. son trajet de la face interne à la face externe, conserve pratiquement une section constante, de sorte que, bien qu'il existe na turellement une chute de température le long de ce trajet, cette chute présente un gradient qui est constant. Il ne se produit.
donc pas, sur la, face interne, les températures exces sives que l'on observe clans certains procédés connus lorsque l'aire de la face directement exposée à l'organe de chauffage est notable ment inférieure 'a celle de la face de sortie, et que, de ce fait. le gradient de tempéra ture est beaucoup plus élevé du côté de la face interne que du côté de la face externe.
Le procédé selon l'invention possède aussi l'avantage, pour un four de dimensions inté- rieures données, d'offrir une grande surface de chauffe aux agglomérés de minerai.
Pratiquement, de bons résultats ont été obtenus en donnant au diamètre intérieur de l'enceinte des agglomérés une dimension égale à huit ou dix fois celle de l'épaisseur de cette enceinte. Toutefois, dans Yesp iit de l'inven tion, des résultats satisfaisants peuvent être déjà obtenus avec .des, proportions moindres, par exemple dès que le diamètre dépasse qua tre ou cinq fois la dimension de l'épaisseur.
Pour les éléments constitutifs: de l'en ceinte, on choisira naturellement les formes les plus facilement réalisables et en parti culier celles du genre. briquettes. La. fabri cation de ces briquettes peut être effectuée, par exemple, dans des moules où le mélange à traiter, amené à' l'état de poudre et asso cié, le cas échéant, à -un liant, est. soumis à. une pression convenable.
L'organe de chauffage peut être consti tué, par exemple; par une baguette de gra phite fonctionnant comme résistor électrique et disposée verticalement dans le four. La forme la meilleure à donner à l'enceinte d'aggl'omérés est alors celle d'un cylindre de .révolution autour de cette baguette.
L'invention comprend également un four spécialement conçu pour l'application du procédé selon l'invention.
Ce four est caractérisé en ce qu'il pos sède une sole mobile, destinée à supporter l'édifice en forme d'enceinte formé par les agglomérés.
En période de chauffage, cette sole ferme la base du four. Par ailleurs, elle peut être séparée de celui-ci pour permettre, en un poste extérieur, l'édification préalable facile, de l'enceinte, après quoi, portant cette enceinte, elle revient prendre sa. place à. la. base du four.
Naturellement, la posilion assignée à cettc- enceinte sur la sole sera. telle que, lorsque cette dernière reviendra fermer le four, l'en ceinte occupera dans celui-ci la. place qui convient vis-à-vis des organes: de chauffage.
Par ailleurs, avant le traitement thermi que proprement (lit, celte sole, sur la.qu.ellc, repose l'enceiiit-ck d'agglomérés, peut venir s'adapter sur des appareils soumettant les agglomérés à des traitements préliminaires, par exemple un préchauffage.
Dans une réalisation préférée de l'inven tion, le four comprend une chambre cylin drique de chauffage, à axe vertical, et l'a, sole mobile est constituée par un plateau cir culaire de dimension correspondant au dia mètre de cette chambre.
A la voûte de celle-ci est monté, selon l'axe, un résistor en graphite encastré par une de ses extrémités dans une électrode d'amenée de courant, la longueur de ce résistor étant déterminée pour que son autre extrémité vienne s'encas trer dans une seconde électrode portée par la sole, lorsque celle-ci est accolée à la base du four.
Bien entendu, le four peut être, suivant lés circonstances. relié à une chambre de con densation et à un appareillage de vide.
Le dessin annexé représente un four con forme à l'invention, destiné à la préparation de magnésium.
La fig. 1 représente le four, en coupe axiale, en position de chauffage.
La fig. 2 représente la sole dégagée du four et portant l'enceinte d'agglomérés que l'on vient d'édifier.
La fig. 3, qui est également une vue axiale du four, correspondant à un instant de la mise en place de la sole à la base du four. Sur ces figures: Le four est constitué essentiellement par une chambre cylindrique 1, dont les parois latérales 2 et la. voûte 3. réfractaires, for ment un seul bloc dans lequel sont aména gées deux ouvertures 4 et 5.
Sur celles-ci, on adapte, pendant la marche du four, deux
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< Iorrcfensateurs <SEP> où <SEP> viennent <SEP> se <SEP> condenser <SEP> les
<tb> @.-.@ <SEP> l-@ei115 <SEP> produite,,.
<tb> <B>l'a</B> <SEP> sole <SEP> mobile, <SEP> qui <SEP> est <SEP> ici <SEP> de <SEP> forme <SEP> cir est <SEP> représentée <SEP> en <SEP> 6. <SEP> Cette <SEP> sole, <SEP> en
<tb> niati.ère <SEP> rf@fractaire, <SEP> est <SEP> portée, <SEP> dans <SEP> la <SEP> réali >;iiioji <SEP> con,4dérrîe, <SEP> par <SEP> deux <SEP> plateaux <SEP> mc#talli ques <SEP> ï <SEP> et <SEP> 8, <SEP> séparés <SEP> par <SEP> des <SEP> ressorts <SEP> 9, <SEP> dont
<tb> la <SEP> puissance <SEP> cst: <SEP> calculée <SEP> pour <SEP> pouvoir <SEP> écra.
#@>r <SEP> @le@ <SEP> joiirts <SEP> d'étanchéité <SEP> 10 <SEP> ci: <SEP> 11, <SEP> lorsque
<tb> 1;i <SEP> sole <SEP> f#i <SEP> appliquée <SEP> sur <SEP> le <SEP> four <SEP> à <SEP> l'aide
<tb> d'mlc# <SEP> presse <SEP> hydraulique <SEP> 12, <SEP> puis <SEP> maintenue
<tb> place <SEP> au <SEP> moyen <SEP> d'organes <SEP> de <SEP> fixation
<tb> :
@(@l@roprir.@, <SEP> tels <SEP> que <SEP> des <SEP> serre-joints <SEP> 13-13.
<tb> Deux <SEP> électrodes <SEP> 14 <SEP> et <SEP> 15 <SEP> d'amenée <SEP> de
<tb> courant <SEP> sont <SEP> placées <SEP> l'une <SEP> dans <SEP> la <SEP> voûte <SEP> 3,
<tb> l'auti'c <SEP> dans <SEP> la <SEP> sole <SEP> 6, <SEP> un <SEP> résistor <SEP> 16, <SEP> consti 1 <SEP> lié <SEP> par <SEP> une <SEP> tige <SEP> de <SEP> graphite, <SEP> est <SEP> vissé <SEP> dans
<tb> l'électrode <SEP> supérieure <SEP> 14.
<tb> Pour <SEP> procéder <SEP> à <SEP> une <SEP> opération <SEP> de <SEP> réduc tion, <SEP> la <SEP> sole <SEP> 6 <SEP> est <SEP> réparée <SEP> du <SEP> four <SEP> et <SEP> amenée
<tb> un <SEP> un <SEP> poste <SEP> extérieur <SEP> oii <SEP> l'on <SEP> effectue, <SEP> sur
<tb> cette <SEP> sole, <SEP> l'édification <SEP> d'une <SEP> enceinte <SEP> d'aggfo inérés <SEP> 17,
<SEP> dont <SEP> la <SEP> forme, <SEP> ici <SEP> cylindrique, <SEP> ré pond <SEP> à. <SEP> celle <SEP> du <SEP> four <SEP> (fig. <SEP> 2), <SEP> puis <SEP> la. <SEP> sole,
<tb> ainsi <SEP> garnie, <SEP> est <SEP> transportée <SEP> éventuellement
<tb> dans <SEP> un <SEP> appareil <SEP> auxiliaire. <SEP> par <SEP> exemple <SEP> un
<tb> four <SEP> de <SEP> préchauffage, <SEP> ramenée <SEP> ensuite <SEP> à <SEP> la,
<tb> dit <SEP> four <SEP> et <SEP> appliquée <SEP> contre <SEP> celui-ci
<tb> (fi <SEP> n. <SEP> 3) <SEP> au <SEP> moyen <SEP> de <SEP> la. <SEP> presse <SEP> hydraulique
<tb> 1 <SEP> ?. <SEP> Lorsque <SEP> la, <SEP> sole <SEP> ferme <SEP> le <SEP> four, <SEP> l'extrémité
<tb> inf!#r'ieure <SEP> du <SEP> résistor <SEP> 16 <SEP> vient <SEP> s'encastrer
<tb> dans <SEP> l'électrode <SEP> 15.
<SEP> Le <SEP> cas <SEP> échéant, <SEP> l'une <SEP> des
<tb> r@lectrorles <SEP> peut <SEP> être <SEP> montée <SEP> sur <SEP> ressort <SEP> amor tisseur <SEP> pour <SEP> assurer <SEP> la <SEP> douceur <SEP> du <SEP> contact <SEP> au
<tb> moment <SEP> de <SEP> la <SEP> mise <SEP> en <SEP> place <SEP> et <SEP> compenser <SEP> les
<tb> différences <SEP> éventuelle:
<SEP> dans <SEP> les <SEP> cotes <SEP> des
<tb> Or.-aneîz <SEP> électriques.
<tb> LL <SEP> vide <SEP> nécessaire <SEP> à, <SEP> l'opération <SEP> de <SEP> rédue i <SEP> ion <SEP> est <SEP> engendré, <SEP> par <SEP> exemple. <SEP> au <SEP> moyen
<tb> d'appareils <SEP> reliés <SEP> aux <SEP> condenseur, <SEP> (non <SEP> repré -(âniés). <SEP> Une <SEP> prise <SEP> de <SEP> vide <SEP> supplémentaire
<tb> pr#rlt <SEP> être <SEP> prévue, <SEP> en <SEP> 18, <SEP> dans <SEP> l'intervalle <SEP> des
<tb> ;joint:
<SEP> 10 <SEP> et <SEP> 11 <SEP> pour <SEP> améliorer <SEP> l'étanchéité <SEP> de
<tb> 1;, <SEP> fermeture <SEP> du <SEP> four.
<tb> Lorsque <SEP> la, <SEP> réduction <SEP> du. <SEP> minerai <SEP> est <SEP> ter minée, <SEP> on <SEP> fait <SEP> subir <SEP> à <SEP> la <SEP> sole <SEP> mobile <SEP> un <SEP> mou vement <SEP> inverse <SEP> du <SEP> mouvement <SEP> de <SEP> mise <SEP> en
<tb> E'laec, Il est à remarquer que jusqu'à la fin du. traitement thermique et pendant le dégage ment: vertical de la." sole, l'édifice des agglo mérés conserve en permanence sa, forme ver ticale, malgré les transformations. chimiques dont il est 1o siège, ce qui permet d'opérer sans difficulté le dégagement de la charge après traitement.
L'invention peut être appliquée, en dehors de la, fabrication du magnésium, -r, d'autres traitements thermiques, faisant intervenir ou non une réaction chimique.