Four pour la réduction de minerai La présente invention a pour objet un four pour la réduction de minerai par des gaz réducteurs.
Ce four comprend un corps de four tournant in cliné, présentant une partie cylindrique supérieure formant chambre de grillage et une partie inférieure coaxiale à la première entourée par un manchon co axial s'étendant sur la majeure partie de cette partie inférieure, l'extrémité supérieure de la chambre de grillage débouchant dans une cheminée d'évacuation des fumées, des moyens alimentant en minerai la chambre de grillage à son extrémité supérieure, des moyens pour introduire d'une manière continue une grande quantité d'air froid dans l'extrémité infé rieure du manchon,
des moyens pour introduire les gaz réducteurs à l'extrémité inférieure du corps de four et des moyens pour obliger l'air arrivant à l'ex trémité supérieure du manchon à revenir directement dans l'extrémité supérieure de la partie inférieure du corps de four pour brûler les gaz résiduels dans le corps de four après la réduction du minerai par les gaz réducteurs.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du four selon l'invention La fig. 1 est une vue en élévation d'une partie d'une installation comportant ce four ; les fig. 2 et 3 sont, à échelle agrandie, des vues en coupe longitudinale respectivement de la partie supérieure -et de la partie inférieure de ce four ; la fig. 4 est une vue en coupe transversale sui vant 4-4 de la fig. 2.
Le four représenté est installé, comme montré en fig. 1, entre une cheminée 2 dans laquelle se déga gent les fumées provenant de la réduction et du gril- lage du minerai et un sas 3, l'étanchéité entre le four tournant et le sas étant assurée en 15 par un moyen classique tel qu'un corps onctueux. Le four occupe une position inclinée, d'environ 150 par rapport à l'horizontale, de manière à pouvoir être maintenu plein. Il est entraîné en rotation autour de son axe par un dispositif approprié non représenté au dessin.
Son alimentation en minerai s'effectue à sa partie supérieure, c'est-à-dire en 4 ; son alimentation en gaz réducteurs s'effectue par un conduit 5 arrivant dans le sas 3 à l'intérieur duquel débouche la partie inférieure du four. Son alimentation en air s'effectue en 6, c'est-à-dire à l'extrémité inférieure du manchon à air.
Quant à son fonctionnement, ce four se divise en quatre zones qui, de son extrémité supérieure à son extrémité inférieure, sont les suivantes - une zone A de chauffage et de grillage du mi nerai ; cette zone constituée par la chambre de grillage s'étend sur le quart supérieur du four ; - une zone B de réduction des oxydes métal liques, c'est-à-dire d'élaboration du métal ; cette zone s'étend sur les deux quarts mé dians du four, soit les deux tiers supérieurs du corps de four; - deux zones successives de refroidissement C et D énergiquement ventilées extérieurement par l'air circulant dans le manchon à air elles s'étendent sur le quart inférieur du four, soit le tiers inférieur du corps de four.
Dans ces trois quarts inférieurs, c'est-à-dire au niveau de ses zones de réduction et de refroidisse- ment, le four est revêtu du manchon à air 7. A son extrémité inférieure, le manchon à air est relié au conduit d'admission d'air 6. Pour cela, ce manchon est entouré au niveau de ce conduit 6, d'un large collier métallique 16 à frottement doux, l'étanchéité en 11, entre le collier 16 et le manchon à air 7, étant assurée par un corps onctueux, tel que par exemple une graisse Belleville (marque déposée).
A sa partie supérieure, le manchon à air 7 dé bouche dans une boîte à vent, ou chambre annulaire 9 coaxiale au four, par l'intermédiaire d'une cou ronne de canaux 10 en acier, par exemple. Cette boîte 9 débouche, d'autre part, par une couronne in térieure de canaux 12 dans la zone B du four lui- même. Le four possède, en effet, dans sa zone A à laquelle est concentrique la boîte 9, un diamètre in férieur à celui de sa zone B.
La chambre annulaire 9 comporte des ouvertures pour l'entretien des canaux.
L'air qui est admis à la base du manchon à air est fourni par une soufflante- centrifuge.
Le chauffage du minerai à traiter et la combus tion des gaz provenant de la réduction se font donc par contre-courant. Ainsi, les pertes de chaleur sont réduites grâce au manchon à air.
Pour éviter que le four, travaillant toujours à plein, ne débite à son extrémité inférieure les pro duits réduits, sous forme d'un cylindre compact, il est nécessaire de disposer à la fin de la zone de ré duction un secteur annulaire de forme tronconique dans lequel s'effectue un refroidissement rapide des produits réduits. La paroi de ce four est constituée en briques réfractaires et isolantes dans ses zones A et B et en produits réfractaires non isolants thermi- quement, voire en tôle d'acier, dans ses zones C et D.
De plus, dans sa zone C où doit s'effectuer un rapide refroidissement des produits réduits, le four comporte un anneau réfractaire 13 dont les caracté ristiques sont suffisantes pour refroidir rapidement les produits réduits qui achèvent de se refroidir dans la partie inférieure du corps du four. A leur sortie de celle-ci, les produits réduits sont repris par un broyeur placé à l'intérieur d'un sas dans lequel dé bouche le conduit amenant les gaz réducteurs.
Comme il a été précisé plus haut, les gaz réduc teurs résiduels et les produits volatils de la réduc tion heurtent, au sommet de la zone B, le courant d'air réchauffé qui provient de la boîte 9 et se dirige de haut en bas à une vitesse légèrement supérieure à celle des gaz combustibles. Il y a inflammation du mélange gazeux et, par conséquent, chauffage et grillage du minerai dans la zone A. Dans la zone B s'effectue la réduction des oxydes grillés et l'élabo ration du métal. L'anneau tronconique 13 de la zone C produit, à la base de la zone B, un refroidisse ment rapide des produits réduits et, par suite, leur découpage en tranches.
Ces tranches de produits ré duits achèvent de se refroidir dans la zone D et tom bent enfin dans le sas 3 qui contient un appareillage de broyage 14. Quant aux gaz se dégageant au sommet du four, il sont recueillis directement dans une cheminée pour éviter les ennuis causés par les condensations. Dans la cheminée, peuvent être disposés des filtres.
Furnace for ore reduction The present invention relates to a furnace for the reduction of ore by reducing gases.
This oven comprises an inclined rotating oven body, having an upper cylindrical part forming a toasting chamber and a lower part coaxial with the first surrounded by an axial co-sleeve extending over the major part of this lower part, the upper end of the roasting chamber opening into a smoke evacuation chimney, means supplying ore to the roasting chamber at its upper end, means for continuously introducing a large quantity of cold air into the lower end upper sleeve,
means for introducing the reducing gases at the lower end of the furnace body and means for causing the air arriving at the upper end of the sleeve to return directly into the upper end of the lower part of the furnace body to burning the residual gases in the furnace body after reduction of the ore by the reducing gases.
The drawing shows, by way of example, an embodiment of the oven according to the invention. FIG. 1 is an elevational view of part of an installation comprising this oven; figs. 2 and 3 are, on an enlarged scale, views in longitudinal section respectively of the upper part and of the lower part of this oven; fig. 4 is a cross-sectional view following 4-4 of FIG. 2.
The oven shown is installed, as shown in fig. 1, between a chimney 2 in which the fumes coming from the reduction and roasting of the ore are given off and an airlock 3, the sealing between the rotary kiln and the airlock being provided at 15 by a conventional means such as a smooth body. The oven occupies an inclined position, approximately 150 from the horizontal, so that it can be kept full. It is driven in rotation around its axis by a suitable device not shown in the drawing.
Its ore supply takes place at its upper part, that is to say at 4; its supply of reducing gases is effected by a conduit 5 arriving in the airlock 3 inside which opens the lower part of the furnace. Its air supply takes place at 6, that is to say at the lower end of the air sleeve.
As for its operation, this furnace is divided into four zones which, from its upper end to its lower end, are as follows - a zone A for heating and roasting the ore; this zone formed by the toasting chamber extends over the upper quarter of the oven; - A zone B for the reduction of metal oxides, that is to say for the production of the metal; this zone extends over the middle two quarters of the oven, ie the upper two thirds of the oven body; - two successive cooling zones C and D energetically ventilated externally by the air circulating in the air sleeve they extend over the lower quarter of the oven, ie the lower third of the oven body.
In these lower three quarters, that is to say at its reduction and cooling zones, the furnace is lined with the air sleeve 7. At its lower end, the air sleeve is connected to the duct d. 'air intake 6. For this, this sleeve is surrounded at this duct 6, by a wide metal collar 16 with gentle friction, the seal at 11, between the collar 16 and the air sleeve 7, being provided by a smooth body, such as for example a Belleville grease (registered trademark).
At its upper part, the air sleeve 7 exits in a wind box, or annular chamber 9 coaxial with the furnace, by means of a crown of channels 10 made of steel, for example. This box 9 opens, on the other hand, through an inner ring of channels 12 in zone B of the oven itself. The furnace has, in fact, in its zone A to which the box 9 is concentric, a diameter smaller than that of its zone B.
The annular chamber 9 has openings for the maintenance of the channels.
The air which is admitted to the base of the air sleeve is supplied by a centrifugal blower.
The heating of the ore to be treated and the combustion of the gases resulting from the reduction are therefore carried out by counter-current. Thus, heat loss is reduced thanks to the air sleeve.
To prevent the furnace, always working at full capacity, from discharging the reduced products at its lower end in the form of a compact cylinder, it is necessary to place at the end of the reduction zone an annular sector of frustoconical shape. in which rapid cooling of the reduced products takes place. The wall of this furnace is made of refractory and insulating bricks in its zones A and B and of non-thermally insulating refractory products, or even of sheet steel, in its zones C and D.
In addition, in its zone C where a rapid cooling of the reduced products must be carried out, the furnace comprises a refractory ring 13, the characteristics of which are sufficient to rapidly cool the reduced products which finish cooling in the lower part of the body of the oven. oven. On leaving the latter, the reduced products are taken up by a crusher placed inside an airlock in which the duct leading to reducing gases emerges.
As was specified above, the residual reducing gases and the volatile products of the reduction collide, at the top of zone B, with the heated air stream which comes from box 9 and goes from top to bottom at a speed slightly higher than that of combustible gases. There is ignition of the gas mixture and, consequently, heating and roasting of the ore in zone A. In zone B the reduction of roasted oxides and the elaboration of the metal take place. The frustoconical ring 13 of zone C produces, at the base of zone B, rapid cooling of the reduced products and, consequently, their slicing.
These slices of reduced products finish cooling in zone D and finally fall into airlock 3 which contains grinding equipment 14. As for the gases given off at the top of the furnace, they are collected directly in a chimney to avoid trouble caused by condensations. Filters can be placed in the chimney.