CH376946A - Process for preparing coherent granules - Google Patents

Process for preparing coherent granules

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CH376946A
CH376946A CH4625757A CH4625757A CH376946A CH 376946 A CH376946 A CH 376946A CH 4625757 A CH4625757 A CH 4625757A CH 4625757 A CH4625757 A CH 4625757A CH 376946 A CH376946 A CH 376946A
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CH
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granules
iron
carbon
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iron oxide
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Application number
CH4625757A
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French (fr)
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Lewis Case Samuel
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Mcwane Cast Iron Pipe Co
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/24Binding; Briquetting ; Granulating
    • C22B1/2406Binding; Briquetting ; Granulating pelletizing

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Description

Procede de preparation de granules coherents La presente invention a pour objet un procede de preparation de granules coherents destinds, par exemple, ä 1'obtention de la fonte. L'invention a 6ga- lement pour objet un granule coherent prepare par ce procede. Process for the preparation of coherent granules The subject of the present invention is a process for the preparation of coherent granules intended, for example, for obtaining cast iron. The invention also relates to a coherent granule prepared by this process.

Le procede objet de 1'invention de preparation de granules cohdrents contenant de 1'oxyde de fer et du carbone en une quantite superieure ä celle qui est necessaire pour reduire completement 1'oxyde de fer, dans lequel un melange d'oxyde de fer et de ma- tiere carbonde finement divisee en proportion en poids comprise entre 8 : 1 et 1 : 1 avec 10 ä 20 % d'eau est transforme Jans un tambour rotatif en granules qui sont chauffes entre 870 et 12500 C pour qu'une partie dudit Oxyde de fer soit reduite en fer, est caracterise en ce qu'on utilise comme matiere carbonee finement divisee dans les granules de la houille non cokefiante et en ce qu'on chauffe les gra- nules en enflammant un Lit de ces derniers et y fait passer un courant d'air contenant 16 ä 26 % d'oxy- gene, de maniere que la houille soit distillee par destruction et convertie en une matrice graphitique agissant comme un agent de Liaison pour les autres constituants des granules, tandis qu'une partie de 1'oxyde de fer cst reduite en fer jusqu'ä ce qu'on obtienne de 15 ä 40 % de fer metallique dans les granules, plus de 6 % de carbone Aant toujours contenu dans les granules. The process object of the invention for the preparation of coherent granules containing iron oxide and carbon in an amount greater than that which is necessary to completely reduce the iron oxide, in which a mixture of iron oxide and of finely divided carbon material in a proportion by weight of between 8:1 and 1:1 with 10 to 20% water is transformed in a rotating drum into granules which are heated to between 870 and 12500 C so that part of the said Iron oxide is reduced to iron, is characterized in that it is used as the finely divided carbonaceous material in the granules of non-coking coal and in that the granules are heated by igniting a bed of the latter and made therein pass a stream of air containing 16 to 26% oxygen, so that the coal is distilled by destruction and converted into a graphitic matrix which acts as a binding agent for the other constituents of the granules, while a part iron oxide is reduced to iron until 15 to 40% metallic iron is obtained in the granules, more than 6% carbon A still being contained in the granules.

Le granule coherent prepare par 1e procede ci- dessus, est caracterise en ce qu'il contient 40 ä 55 % en poids de fer dont 15 ä 40 % en poids du fer total sont ä 1'etat de fer elementaire, 1e comple- ment consistant en Oxyde de fer, 1e fer etant ä 1'etat de particules separees et 1e carbone, en quantitd constituant 6,5 ä 32,5 % en poids du granule, etant sous forme de matrice graphitique liant les autres elements du granule, qui est compact, non poreux ä 1'oeil nu et poreux au microscope. Le dessin annexe represente, schdmatiquement et ä titre d'exemple, une installation pour la mise en ceuvre du procede revendique. The coherent granule prepared by the above process is characterized in that it contains 40 to 55% by weight of iron, of which 15 to 40% by weight of the total iron is in the elemental iron state, the consisting of iron oxide, the iron being in the state of separate particles and the carbon, in an amount constituting 6.5 to 32.5% by weight of the granule, being in the form of a graphitic matrix binding the other elements of the granule, which is compact, non-porous to the naked eye and porous under the microscope. The appended drawing represents, schematically and by way of example, an installation for implementing the claimed process.

La fig. 1 est un diagramme schematique des ope- rations successives du traitement ; la fig. 2 represente une variante de 1'installation de chauffage qui permet d'operer dans des condi- tions differentes. fig. 1 is a schematic diagram of the successive processing operations; fig. 2 shows a variant of the heating installation which allows operation under different conditions.

Exemple <I>1</I> Suivant la fig. 1, an prepare une charge de minerai de fer (concentres de magnetite de Benson) Jans un broyeur 10 sous forme de poudre sensible- ment seche. La composition et laRTI ID="0001.0271" WI="13" HE="4" LX="1618" LY="1681"> grosseur des grains du minerai broye sont les suivantes Example <I>1</I> According to fig. 1, an iron ore charge (Benson's magnetite concentrates) is prepared in a mill 10 as a substantially dry powder. The composition and RTI ID="0001.0271" WI="13" HE="4" LX="1618" LY="1681"> grain size of the crushed ore are as follows

<I>Composition du minerai</I> <U>Pourcentage (poids sec)</U> Fer total 61,6 Mn (dvalue) 1,0 SiO,, 7,3 A1.Ö, 3,7 Ca0 0,16 Mg0 0,18 <B>T10:,</B> - <B>0,80</B> <I>Repartition de la grosseur des grains du minerai broye</I> Ouverture de mailles du tamis, Pourcentage de <U>mm grains retenus</U> <B>+0,25</B> 2,64 <B>-0,25</B> + 0,20 2,56 -0,20 -I- 0,149 9,24 -0,149 -f- 0,105 11,16 -0,105 +0,074 13,44 - 0,074 -1- 0,044 14,16 -0,044 46,8 De meme, an broie une houille de Book Cliff, dite non cokefiante dans les normes du commerce, dans un broyeur 11. La composition et la grosseur des grains de la houille broyee sont les suivantes <I>Composition of ore</I> <U>Percentage (dry weight)</U> Total iron 61.6 Mn (dvalue) 1.0 SiO,, 7.3 A1.Ö, 3.7 Ca0 0, 16 Mg0 0.18 <B>T10:,</B> - <B>0.80</B> <I>Grain size distribution of crushed ore</I> Sieve mesh size, Percentage of <U>mm grains retained</U> <B>+0.25</B> 2.64 <B>-0.25</B> + 0.20 2.56 -0.20 -I- 0.149 9.24 -0.149 -f- 0.105 11.16 -0.105 +0.074 13.44 - 0.074 -1- 0.044 14.16 -0.044 46.8 Similarly, an crushes a coal from Book Cliff, said to be non-coking in the standards of commerce, in a crusher 11. The composition and the size of the grains of the crushed coal are as follows

<I>Composition de la houille</I> Pourcentage (poids sec) Matieres volatiles 37,8 Carbone fixe 56,2 Cendre 6,2 Soufre 0,62 <I>Composition de la cendre de la houille</I> <U>Pourcentage (poids sec)</U> Ca0 0,48 Mg0 < 0,01 SiO. 1,7 A1203 2,7 <I>Repartition de la grosseur des grains de la</I> <I>houille broyee</I> Ouverture de mailles du tamis, Pourcentage de mm grains retenus <B>+0,297</B> 0,0 - 0,297 -i- 0,210 0,08 -0,210 -I- 0,149 0,9 - 0,149 r- 0,105 18,25 -0,105 + 0,074 53,75 -0,074 27,02 Ort fait passer les particules broyees de minerai et de houille des. broyeurs 10 et 11 dans un m61an- geur 12 dans lequel elles se mdlangent intimement. 0n regle 1e ddbit des broyeurs 10 et 11 de fa@on ä obtenir les proportions relatives desirees de minerai et de houille, par exemple 60 Parties de fines de mi- nerai et 40 Parties de fines de houilles en poids. 0n fait arriver dans 1e melangeur une Proportion de 10 ä 20 % d'eau en poids et de prdference d'environ 15 % par un tuyau d'arrosage 50 de fagon ä humi- difier 1e melange et 1e rendre coherent, mais non ä 1e mouiller. 0n a constate qu'avec des melanges con- tenant moins de 10 % d'eau an obtient des granules de resistance insuffisante dans 1'operation de traite- ment suivante. Si la Proportion d'eau des melanges est superieure ä environ 20 %, Ies granuIes obtenus sont trop mouilles et trop mous pour 1'operation sui- vante. <I>Composition of coal</I> Percentage (dry weight) Volatile matter 37.8 Fixed carbon 56.2 Ash 6.2 Sulfur 0.62 <I>Composition of coal ash</I> <U >Percentage (dry weight)</U> Ca0 0.48 Mg0 < 0.01 SiO. 1.7 A1203 2.7 <I>Grain size distribution of</I> <I>crushed hard coal</I> Sieve mesh size, Percentage of mm grains retained <B>+0.297</B > 0.0 - 0.297 -i- 0.210 0.08 -0.210 -I- 0.149 0.9 - 0.149 r- 0.105 18.25 -0.105 + 0.074 53.75 -0.074 27.02 Ort passes crushed ore particles and coal. grinders 10 and 11 in a mixer 12 in which they mix intimately. The throughput of the crushers 10 and 11 is adjusted so as to obtain the desired relative proportions of ore and hard coal, for example 60 parts fines ore and 40 parts fines hard coal by weight. A proportion of 10 to 20% water by weight and preferably about 15% is introduced into the mixer through a garden hose 50 so as to moisten the mixture and make it cohesive, but not to the 1st. wet. It has been found that with mixtures containing less than 10% water, granules of insufficient strength are obtained in the following processing operation. If the water content of the mixtures is greater than about 20%, the granules obtained are too wet and too soft for the next operation.

0n fait arriver 1e contenu du melangeur 12 avec un debit regle ä 1'extremite superieure d'un tambour ä granuler 13, par exemple d'un diametre de 1,22 m et dune longueur de 2,44 m, tournant autour d'un axe legerement incline vers 1e bas vers son extremite de sortie, par exemple suivant un angle de 70 par rapport ä 1'horizontale et tournant ä une vitesse peri- ph6rique d'environ 67 m par minute. Un tuyau d'ar- rosage 51 fait arriver de 1'eau pulverisee dans 1e tam- bour ä granuler au voisinage de son extremite supe- rieure ou de chargement, en Proportion d'environ 2 % en poids du melange de fines de minerai et de houille qui y arrive de fagon ä former des granules. Pendant que 1e tambour tourne, des petits granules agglomeres se forment au eommencement et roulent Ies uns sur les autres sur 1e reste du meIange venant du melangeur 12 et grossissent progressivement en formant des billes ou spheres compactes de grosseur croissante qui roulent vers 1'extremite inferieure de sortie du tambour 13. The contents of the mixer 12 are fed at a regulated rate to the upper end of a granulating drum 13, for example 1.22 m in diameter and 2.44 m in length, rotating around a shaft inclined slightly downwards towards its exit end, for example at an angle of 70 from the horizontal and rotating at a peripheral speed of about 67 m per minute. A sprinkler pipe 51 directs water spray into the pelletizing drum near its upper or loading end in a proportion of about 2% by weight of the ore fines mixture and of coal which arrives there so as to form granules. As the drum rotates, small agglomerated granules form at the start and roll on top of each other on the rest of the mixture coming from the mixer 12 and gradually grow in size forming balls or compact spheres of increasing size which roll towards the lower end. drum outlet 13.

Les granules roulant hors du tambour 13 passent sur un double tamis 14 dopt la surface perforee su- p6rieure 142 retient les granules d'un diametre su- perieur ä 15,9 mm et les fait passer dans une rigole de retenue 15. La surface perforee inferieure 14b du tamis RTI ID="0002.0264" WI="10" HE="4" LX="1242" LY="888"> retient les granules d'un diametre superieur ä 9,5 mm mais inferieur ä 15,9 mm et permet aux particules plus petites et aux fines du melange de passer pour tomber sur un transporteur 16. A titre d'exemple, Je tamis double 14 peut avoir une lon- gueur d'environ 1,2 m, une largeur d'environ 0,30 m, une inclinaison de 21o par rapport ä 1'horizontale et comporter des mailles earrees dune ouverture de 19,1 X 19,1 mm dans, 1e tamis superieur. The granules rolling out of the drum 13 pass over a double screen 14 in which the upper perforated surface 142 retains the granules with a diameter greater than 15.9 mm and passes them into a retaining channel 15. The perforated surface 142 lower 14b of the RTI sieve ID="0002.0264" WI="10" HE="4" LX="1242" LY="888"> retains granules with a diameter greater than 9.5 mm but less than 15.9 mm and allows smaller particles and fines of the mixture to pass onto a conveyor 16. 0.30 m, an inclination of 21° from the horizontal and have square mesh with an opening of 19.1 X 19.1 mm in the upper screen.

Les fines qui tombent sur Je transporteur 16 arrivent dans une rigole de retenue 17, d'oü un trans- porteur 18 Ies fait revenir ä 1'extremite de charge- ment du tambour ä granuler 13, dans lequel elles peuvent grossir en granules de la grosseur desiree. Les granules trop gros retenus par 1e tamis supe- rieur du tamis double 14 et arrivant dans la rigole de retenue 15 sont transportes par un transporteur 19 ä 1'extremite de chargement du melangeur 12, dans Iequel ils sont broyes et se repartissent Pendant que la charge du tambour ä granuler 13 se prepare. Les granules, de la grosseur desiree provenant du ta- mis double 14 tombent sur un transporteur 20 qui les fait arriver dans une tremie 21. The fines which fall on the conveyor 16 arrive in a retaining channel 17, from where a conveyor 18 returns them to the loading end of the granulating drum 13, in which they can grow into granules of the desired size. The oversized granules retained by the upper screen of the double screen 14 and arriving in the retaining channel 15 are transported by a conveyor 19 to the loading end of the mixer 12, in which they are crushed and distributed. load of the pellet drum 13 is being prepared. The granules of the desired size from the double screen 14 fall on a conveyor 20 which brings them into a hopper 21.

Lorsque Je tambour ä granuler 13 et Je tamis double 14 fonctionnent, des granules de la grosseur voulue de 9,5 ä 15,9 mm se forment lentement en 20 ä 30 minutes apres 1e commencement de 1'ope- ration de granulation. Pendant ce temps, une forte Proportion du melange de fines arrivant dans 1e tambour ä granuler 13 est remise en cireulation ä travers 1e tamis double 14 sous 1'action des trans- porteurs 16 et 18 et de la rigole de retenue 17. Au bout de 30 ä 45 minutes de fonctionnement, des gra- nules de la grosseur desiree se forment facilement dune maniere continue avec un debit de 1,5 tonne par heure. When the granulating drum 13 and the double screen 14 are in operation, granules of the desired size of 9.5 to 15.9 mm are slowly formed within 20 to 30 minutes after the start of the granulating operation. During this time, a large proportion of the mixture of fines arriving in the pelletizing drum 13 is recirculated through the double screen 14 under the action of the conveyors 16 and 18 and the retaining channel 17. After 30 to 45 minutes of operation, granules of the desired size are easily formed in a continuous manner with a throughput of 1.5 tons per hour.

Les granules qui arrivent dans la tremie 21 sont suffisamment coherents et auto-reducteurs et leur resistance leur permet de supporter les conditions de Pression et de chauffage qui existent au cours de la Premiere operation de chauffage. Les granules sortent dune maniere continue de la tremie 21 sur une grille en mouvement 22 en couche dune epaisseur de 76 ä 127 mm. Pendant que la grille en mouvement 22 fait avancer les granules, un dispositif d'allumage 23 les enflamme et ils avancent d'un mouvement contimi dans une zone de chauffage representde sch6matique- ment par 1'enveloppe dune caisse ä vent 24. Ils s'echauffent ä une temperature de 1090 ä 12500 C (c'est-ii-dire une temp6rature inferieure ä la tempe- rature de scorification du melange, auquel an re- marquera qu'on n'a pas ajoute de flux suivant cet exemple) sous 1'effet d'un courant de gaz contenant de Poxygene aspire dans 1'enveloppe 24 par un ven- tilateur aspirant 25 avec un debit d'environ 1200 cm !!em2 de la surface de grille. Il en rdsulte que les granules se deshydratent, puis que la bouillie subit une distillation destructive et en meme temps 1e car- bone contenu dans les divers granules provoque une reduction pr61iminaire, par exemple de 10 ä<B><I>50%,</I></B> de 1'oxyde de fer, de Sorte que la masse forme un granule 1i6 par carbonisation qui comporte une ma- trice graphitique de Liaison dune resistance inatten- due et une teneur particulierementforte en carbone. La duree du chauffage et du soufflage Sur la grille en mouvement entre 1e moment oü les, granules verts s'enflamment et celui oü les granules lies par carbo- nisation sortent est d'environ 8 ä 12 minutes. The granules which arrive in the hopper 21 are sufficiently coherent and self-reducing and their resistance allows them to withstand the pressure and heating conditions which exist during the first heating operation. The granules exit continuously from the hopper 21 onto a moving grate 22 in a layer 76 to 127 mm thick. As the moving grate 22 advances the pellets, an igniter 23 ignites them and they advance in continuous motion through a heating zone represented schematically by the envelope of a wind box 24. heat to a temperature of 1090 to 12500 C (that is to say a temperature below the slagging temperature of the mixture, at which it will be noted that no flux has been added according to this example) under the effect of a stream of oxygen-containing gas being drawn into the shroud 24 by an exhaust fan 25 with a flow rate of about 1200 cm 2 em 2 of the grid area. The result is that the granules become dehydrated, then the slurry undergoes a destructive distillation and at the same time the carbon contained in the various granules causes a preliminary reduction, for example of 10 to<B><I>50%,< /I></B> of iron oxide, so that the mass forms a smooth granule on carbonization which has a graphitic bonding matrix of unexpected strength and a particularly high carbon content. The heating and blowing time on the moving grate between the time the green pellets ignite and the time the carbon bound pellets emerge is approximately 8 to 12 minutes.

Les granules lies par carbonisation quittant la grille en mouvement 22 tombent dune maniere con- tinue Sur un tamis 26 ä ouverture de mailles de 6,35 mm. Les Eines des granules lies par carbonisa- tion qui traversent 1e tamis 26 tombent Sur un trans- porteur 27, puis arrivent Sur un transporteur 28 qui les fait arriver ä 1'extr6mit6 de chargement du me- langeur 12, dans lequel elles s'incorporent ä la charge du tambour ä granuler 13. Les granules lies par car- bonisation et trop gros quittant 1e tamis 26 se re- froidissent en presence de Pair en quelques secondes ä la temperature du rouge sombre, et peuvent etre Stockes ou passer dans une tremie 29, qui les fait arriver regulierement dans un four de fusion 30. The char-bonded granules leaving the moving grate 22 fall continuously onto a 6.35 mm mesh screen 26. The lines of carbonized granules which pass through the screen 26 fall onto a conveyor 27, then arrive on a conveyor 28 which brings them to the loading end of the mixer 12, in which they are incorporated. to the feed of the pellet drum 13. The charred and oversized pellets leaving the sieve 26 cool in the presence of air in a few seconds to the temperature of dark red, and can be stored or passed through a hopper. 29, which makes them arrive regularly in a melting furnace 30.

La resistance et la quakte des granules lies par carbonisation qui arrivent dans la tremie 29 leur permettent de supporter les conditions de Pression et de charge existant dans un four de fusion, dans lequel la hauteur de la charge est par exemple de 2,44 m. Les granules arrivant ä haute temperature, au cours dune Operation continue, continuent ä se reduire. La qualit6 des, granules lies peut etre definie par 1. 1'indice de rendement, 2. 1e degre de reduc- tion et 3. leur etat de reductibilite. The resistance and the quakte of the granules bonded by carbonization which arrive in the hopper 29 allow them to withstand the pressure and load conditions existing in a melting furnace, in which the height of the load is for example 2.44 m. The granules arriving at high temperature, during a continuous operation, continue to reduce. The quality of the bound granules can be defined by 1. the yield index, 2. the degree of reduction and 3. their state of reducibility.

L'expression indice de rendement est un nombre qui correspond au pourcentage de granules lies par carbonisation qui sont retenus Sur un tamis ä ouverture de mailles de 4,76 mm, c'est-ä-dire que 1'indice de rendement represente 1e nombre de gra- nules lies par carbonisation en provenance de la grille en mouvement qui peuvent etre charges et traites dans 1e four de fus.ion sans perte excessive de fines sous forme de poussieres volantes. The term yield index is a number which corresponds to the percentage of char-bound granules which are retained on a 4.76 mm mesh sieve, i.e. the yield index represents the number of carbonization-bonded granules from the moving grate which can be charged and processed in the melting furnace without excessive loss of fines in the form of flying dust.

L'expression degre de reduction est un nom- bre qui correspond au pourcentage total de fer re- duit ä 1'etat metallique Pendant la Premiere Opera tion de chauffage et represente 1e rapport entre 1e fer metallique des granules lies par carbonisation et 1e fer total de ces granules, exprim6 en pourcentage en poids. The expression degree of reduction is a number which corresponds to the total percentage of iron reduced to the metallic state during the First Heating Operation and represents the ratio between the metallic iron of the granules bonded by carbonization and the total iron. of these granules, expressed as a percentage by weight.

L'expression etat de reductibilit6 est un nom- bre qui correspond au pourcentage du fer initial dans les granules, qui par reduction finale donne du fer metallique sous 1'action du carbone subsistant dans les granules. L'6tat de reductibilite se calcule par la formule suivante The expression state of reducibility is a number which corresponds to the percentage of the initial iron in the granules, which by final reduction gives metallic iron under the action of the carbon remaining in the granules. The state of reducibility is calculated by the following formula

0n remarquera que la valeur de 1'6tat de reduc- tibilit6 peut etre sup6rieure ä 100, ce qui indique que Je melange initial contenait un exces. de houille, qui a 6t6 retenu Pendant la Premiere Operation de chauf- fage et qui est disponible pour la carburation et 1e chauffage. Un exemple de la composition des granu- les lies par earbonisation ainsi prepards est 1e sui- vant: Note that the value of the state of reducibility may be greater than 100, indicating that the initial mixture contained an excess. coal, which was retained during the First Heating Operation and which is available for carburizing and heating. An example of the composition of carbonization granules thus prepared is as follows:

Fer total dans les granules lies par carbonisation <B>56%</B> Fer mdtallique dans ces granules . . . . 17 % Carbone dans ces granules . . . . . . <B><I>15%</I></B> Degre de rdduction . . . . . . . . <B>30%</B> Indice de rendement . . . . . . . <B>75%</B> Etat de reductibilit6 . . . . . . . . 124% Le fait qu'il est possible de chauffer dans un cou- rant d'air souffle contenant de 1'oxygene des granules bruts contenant jusqu'ä 40% de houille non coke- fiante pour former des granules resistants et coh6- rents ä forte teneur en carbone r6siduel est un ph6- nomene inattendu, car il est contraire ä tous les principes connus. Il a 6t6 etabli saus conteste et ad- mis dune maniere gdn6rale que lorsque la teneur en combustible d'un m61ange initial de minerai de fer et de combustible depasse environ 12 ä 15 % et qu'on fait subir ä ce mdlange un traitement d'agglo- m6ration ordinaire, 1e combustible continue ä brüler jusqu'ä ce qu'il soit ä peu pres completement consu- me, de Sorte que quelle que soit la teneur initiale en combustible du melange, la teneur r6siduelle en com- bustible apres chauffage est approximativement in- ferieure ä 1 %. En r6glant specialement 1'op6ration de chauffage, ainsi qu'on 1e verra en detail plus loin, an obtient des granules lies resistants et coherents, ä forte teneur en carbone r6siduel. Total iron in carbon bonded granules <B>56%</B> Metallic iron in these granules. . . . 17% Carbon in these pellets. . . . . . <B><I>15%</I></B> Degree of reduction . . . . . . . . <B>30%</B> Yield index . . . . . . . <B>75%</B> State of reducibility . . . . . . . . 124% The fact that it is possible to heat in a stream of blown air containing oxygen raw pellets containing up to 40% non-coking coal to form pellets resistant and cohesive to high residual carbon content is an unexpected phenomenon, as it is contrary to all known principles. It has been well established and generally accepted that when the fuel content of an initial mixture of iron ore and fuel exceeds about 12 to 15% and this mixture is subjected to a treatment of ordinary sinter, the fuel continues to burn until it is almost completely consumed, so that whatever the initial fuel content of the mixture, the residual fuel content after heating is approximately less than 1%. By specially regulating the heating operation, as will be seen in detail later, strong and coherent bonded granules with a high content of residual carbon are obtained.

En examinant ä heil nu un granule lie par car- bonisation, an constate qu'il a 1'aspect dune masse dense, rdsistante, RTI ID="0003.0537" WI="16" HE="4" LX="1367" LY="2640"> coh6rente, de carbone amorphe. tr#s analogue ä celui du charbon de bois, sans indi- cation visible de la presence dune matiere fondue ä la surface ou sur un fragment cass6. 0n constate au microscope et en particulier avec un fort grossisse- ment que la structure du granule West pas homogene mais est forme par quatre 61ements principaux 1. Une matrice en carbone graphitique analogue une 6porige. La porosite de cette matrice de car- bone est microscopique et 1e diametre de ses pores les plus grands est de Fordre de 0,0635 mm. On examining a granule bonded by carbonization with the naked eye, it is found to have the appearance of a dense, resistant mass, RTI ID="0003.0537" WI="16" HE="4" LX="1367" LY ="2640"> coherent, amorphous carbon. very similar to that of charcoal, with no visible indication of the presence of molten material on the surface or on a broken fragment. It is observed under the microscope and in particular with high magnification that the structure of the granule is not homogeneous but is formed by four main elements: 1. A graphitic carbon matrix analogous to an epoch. The porosity of this carbon matrix is microscopic and the diameter of its largest pores is of the order of 0.0635 mm.

2. Des particules, tres fines de fer m6tallique dune grosseur comprise entre 0,00025 et 0,00125 mm formant souvent une bordure autour de grains plus gros d'oxyde de fer, d'environ 0,075 mm de diamUre. 2. Very fine particles of metallic iron between 0.00025 and 0.00125 mm in size often forming a rim around larger grains of iron oxide, about 0.075 mm in diameter.

3. Des grains d'oxyde de fer disperses dans la matrice de carbone qui, avec un grossissement inf6- rieur ä 500 diametres et eclaires ä la lumiere ordi- naire apparaissent homogenes, tandis qu'ä la lumiere polarisee et avec un grossissement plus fort, les grains d'oxyde possedent une structure < duplex nettement dHinie, qui comporte des veines extreme- ment fines de fer metallique s'entrecroisant dans Foxyde. 3. Grains of iron oxide dispersed in the carbon matrix which, with a magnification of less than 500 diameters and illuminated under ordinary light, appear homogeneous, whereas under polarized light and with higher magnification , the oxide grains have a sharply defined duplex structure with extremely fine veins of metallic iron intersecting in the oxide.

4. Des chaines ou groupements de tres petites plages de forme irreguliere de gangue du minerai sur lesquelles n'apparait aucun signe de fusion. 4. Chains or groupings of very small, irregularly shaped patches of ore gangue on which there is no evidence of melting.

Une caracteristique tres remarquable de la struc- rure des granules Us par carbonisation et qui appa- rait par examen microscopique ä la lumiere polarisee consiste dann 1e fait que la matrice de carbone est form6e par du carbone graphitique en cristaux tres fins au lieu de carbone amorphe. Le produit genera- lement obtenu de la carbonisation ä brise tempera- ture de la houille consiste en<B>100%</B> de carbone amorphe, tandis que 1e coke, qui est 1e produit de carbonisation de la houille ä haute temperature, con- tient au plus environ 10 ä 20 % de carbone graphi- tique, 1e complement consistant en carbone amorphe. 0n admet, d'apres 1'experience acquise dans la fabri- cation des electrodes en graphite, que la transfor- mation du carbone amorphe en carbone graphitique exige un cycle de chauffage de tres longue duree (4 ä 6 jours) ä une temperature tres 61evee, d'environ 1980 C. Il est donc absolument inattendu de cons- tater que, pour preparer des granules li6s par car- bonisation, il suffit d'un cycle de chauffage de quel- ques minutes ä une temp6rature d'environ 1150 ä 1205 C dans un courant d'air pour transformer completement 1e carbone amorphe en carbone gra- phitique ä cristaux tres fins et en remarquant que 1e graphite obtenu par un chauffage de tres RTI ID="0004.0275" WI="10" HE="4" LX="1025" LY="2334"> longue duree ä haute temp6rature possede une structure ä gros grains cristallins. Les raisons de ce ph6nomene ne sont pas connues. 0n pourrait admettre qu'il s'explique en consid6rant que les particules de houille sont extremement fines, qu'elles sont en contact in time avec les particules, tres fines d'oxyde de fer (qui peuvent exercer une aetion catalytique) et que la vitesse de chauffage est extremement rapide. Ce produit se distingue du charbon de bois et du coke par sa densite apparente, celle du coke me- tallurgique etant d'environ 0,432 du fait qu'il com- porte environ 81 % de vide au total, dont 45 % sont formes par Fespace qui separe les particules et<B>36%</B> par les vides ä 1'interieur des particules. Les granules lies par carbonisation comportent 74 % de vide au total, dopt 29 % environ se trouvent ä 1'interieur des particules et leur densite apparente est d'environ 1200 kg/m3. Les grandes cavites visi- bles dans les morceaux de coke n'existent pas dans les granules li6s par carbonisation. A very remarkable characteristic of the structure of the Us granules by carbonization and which appears by microscopic examination under polarized light consists in the fact that the carbon matrix is formed by graphitic carbon in very fine crystals instead of amorphous carbon. . The product generally obtained from the breeze temperature carbonization of hard coal consists of <B>100%</B> amorphous carbon, while coke, which is the product of carbonization of high temperature hard coal, contains at most about 10 to 20 percent graphitic carbon, the balance being amorphous carbon. It is admitted, from the experience acquired in the manufacture of graphite electrodes, that the transformation of amorphous carbon into graphitic carbon requires a heating cycle of very long duration (4 to 6 days) at a very high temperature. 61 high, about 1980°C. 1205 C in a stream of air to completely transform the amorphous carbon into graphitic carbon with very fine crystals and noting that the graphite obtained by heating to very RTI ID="0004.0275" WI="10" HE="4 " LX="1025" LY="2334"> long life at high temperature has a large crystal grain structure. The reasons for this phenomenon are not known. One could admit that it is explained by considering that the particles of coal are extremely fine, that they are in intimate contact with the very fine particles of iron oxide (which can exert a catalytic action) and that the heating speed is extremely fast. This product is distinguished from charcoal and coke by its apparent density, that of metallurgical coke being about 0.432 because it contains about 81% total voids, of which 45% is formed by space. which separates the particles and<B>36%</B> by the voids inside the particles. The carbonization-bonded granules have 74% total voids, about 29% are within the particles, and their bulk density is about 1200 kg/m3. The large cavities visible in the coke pieces do not exist in the char-bonded granules.

Les diverses op & ations du procede decrit peu- vent s'effectuer en continu ou par charges inter- mittentes et independamment avec plusieurs instal- lations de granulation et plusieurs installations de chauffage qui font arriver les granules lies dans un four de fusion unique. Les granules lies peuvent eire refroidis et expedies dans une usine differente pour y etre reduits dans un four de fusion. Ils constituent done un objet manufacture solide et resistant qui, separe des fines, peut etre exp6die par Camion et en raison de sa cohesion peut etre Charge dans des fours avec addition de flux et de combustible, en quan- tite suffisante pour faire fondre la gangue. 0n remar- quera que les granules ainsi lies par carbonisation sont auto-reducteurs et suffisamment coherents du fait qu'ils contiennent une quantite de carbone suf- fisante pour reduire le fer ä 1'6tat m6tallique et pour carburer 1e m6tal ainsi forme ; ou bien, suivant la fig. 1, les granules lies par carbonisation peuvent conserver la chaleur qu'ils contiennent en quittant la grille en mouvement si an ]es Charge directement ä la sortie de la grille en mouvement dans Je four de fusion. Une autre solution consiste ä decharger les granules 1i6s et chauds de la grille en mouvement dans un four de sejour s6pare dans lequel les gaz brül6s provenant du four de fusion continuent ä les chauffier pendant un temps suffisant pour en aug- menter 1e RTIID="0004.0550" WI="8" HE="4" LX="1331" LY="1859"> degr6 de reluction. The various operations of the process described can be carried out continuously or by intermittent loads and independently with several granulation installations and several heating installations which cause the bound granules to arrive in a single melting furnace. The bonded granules can be cooled and shipped to a different plant for reduction in a melting furnace. They therefore constitute a solid and resistant manufactured object which, separated from the fines, can be shipped by truck and, because of its cohesion, can be loaded into furnaces with the addition of flux and fuel, in sufficient quantity to melt the gangue. . It will be noted that the granules thus bonded by carbonization are self-reducing and sufficiently coherent because they contain a quantity of carbon sufficient to reduce the iron to the metallic state and to carburize the metal thus formed; or else, according to fig. 1, the char-bonded pellets can retain the heat they contain when leaving the moving grate if they are loaded directly from the moving grate exit into the melting furnace. Another solution is to discharge the smooth, hot pellets from the moving grate into a separate holding furnace where the burnt gases from the melting furnace continue to heat them for a sufficient time to increase the RTIID="0004.0550". " WI="8" HE="4" LX="1331" LY="1859"> degree of reluctance.

Un avantage important du procede äcrit con- siste dans la possibilite d'effectuer les operations de chauffage dans les conditions de fonctionnement in diqu6es ci-dessus, ä des vitesses individuelles ]es plus avantageuses pour Finstallation et les mat & iaux choisis et de les mettre en train et de les arreter se- parement ä volonte. Par exemple, avec une duree de soufflage de 15 minutes ou moindre (g6nerale- ment inKrieure ä 10 minutes, comme Findiquent les exemples suivants) sur la grille en mouvement pour effectuer 1'operation de Liaison par carbonisation, et avec une duree de s6jour de 30 minutes dans 1e four de fusion, an peut arreter complUement Finstallation en moins dune heure ä partir du moment oü Fon a interrompu 1'operation de granulation dans 1e tam- bour rotatif, et an peut la remettre completement en marche au bout du meme temps. Ort peut effectuer des arrets semblables, aux instants correspondants ne- cessaires lorsque les op6rations de Liaison par Car- bonisation et de fusion s'effectuent en des points différents. An important advantage of the written process consists in the possibility of carrying out the heating operations under the operating conditions indicated above, at individual speeds which are the most advantageous for the installation and the materials chosen and of placing them in train and to stop them separately at will. For example, with a blowing time of 15 minutes or less (generally less than 10 minutes, as the following examples show) on the moving screen to perform the Char Bonding operation, and with a residence time of 30 minutes in the melting furnace, the plant can be completely shut down in less than an hour from the moment Fon has interrupted the granulation operation in the rotating drum, and it can be completely restarted after the same time. . Ort can make similar stops at the corresponding times needed when the Charcoal Bonding and Fusion operations occur at different points.

<I>Exemple 2</I> Pour préparer les granules liés, suffisamment cohérents, de l'exemple 1, on les fait arriver de la trémie 21 sur la grille en mouvement 22 avec un débit choisi de façon à former une couche uniforme de 75 à 125 mm d'épaisseur, puis on enflamme les granules ; ou, comme l'indique la fig. 2., on peut in tercaler un dispositif de séchage 54 entre la trémie 21 et le dispositif d'allumage 23 et y faire arriver du gaz chaud provenant d'une chambre (non repré sentée), au moyen d'un ventilateur aspirant 55. On peut utiliser les gaz chauds provenant de la chambre 24. Il n'est pas possible de déshydrater au préalable les granules avant qu'ils arrivent dans la trémie 21 parce qu'à l'état sec et non carbonisé leur résistance est insuffisante. La déshydratation préalable doit s'effectuer de façon à éviter de manipuler mécani quement les granules déshydratés non carbonisés, avant le premier chauffage ou l'opération de distil lation destructive et de liaison thermique. La déshy dratation préalable peut s'effectuer en faisant passer à travers la couche de granules bruts de la grille en mouvement de l'air chaud ou des produits de la combustion. La déshydration préalable a pour effet de diminuer le temps nécessaire au chauffage des granules, une fois enflammés. Le tableau ci-dessous indique à titre d'exemple l'effet exercé par une dés hydratation préalable sur la durée de chauffage après inflammation. Ces résultats ont été obtenus sur des grilles du type à charges intermittentes.. <I>Example 2</I> To prepare the bound, sufficiently coherent granules of Example 1, they are passed from the hopper 21 onto the moving screen 22 at a rate chosen so as to form a uniform layer of 75 to 125 mm thick, then the pellets are ignited; or, as shown in fig. 2., a drying device 54 can be interposed between the hopper 21 and the ignition device 23 and cause hot gas to arrive there from a chamber (not shown), by means of a suction fan 55. The hot gases coming from the chamber 24 can be used. It is not possible to dehydrate the granules beforehand before they arrive in the hopper 21 because in the dry and non-carbonized state their resistance is insufficient. The preliminary dehydration must be carried out in such a way as to avoid mechanical handling of the dehydrated, non-carbonized granules, before the first heating or the operation of destructive distillation and thermal bonding. Pre-drying can be done by passing hot air or combustion products through the layer of raw granules of the moving grate. The prior dehydration has the effect of reducing the time necessary for heating the granules, once ignited. The table below indicates, by way of example, the effect exerted by prior dehydration on the duration of heating after ignition. These results were obtained on grids of the type with intermittent loads.

Composition des granules liés Grosseur Durée de Etat de N de Type des des granules, chauffage, Fer total Fer métallique Carbone Indice de réductibilité l'essai granules mm minutes /o en o/o /o rendement % 109 vert 19 à 22 30 53,2 17,5 17,5 66 148 110 sec 19 à 22 12 54,9 <B>1</B>5,7 15,1 78 12.5 112 sec 22. à 25 13 52,2 25,2 18,2 77 170 <I>Exemple 3</I> On détermine la qualité des granules liés par car bonisation par les trois indices de l'exemple 1 et on obtient cette qualité en réglant les facteurs variables de : 1. la composition du mélange initial, 2. la gros-' seur des granules, 3. le débit du vent pendant la pre mière opération de chauffage, 4. la durée de souf flage pendant la première opération de chauffage, 5. la température finale de la grille, 6. la température du vent pendant la première opération de chauffage, 7. la teneur en oxygène du vent pendant la première opération de chauffage et 8. l'épaisseur de la couche de granules sur la grille en mouvement pendant la première opération de chauffage. Composition of bound granules Size Duration of State of N of Type of granules, heating, Total iron Metallic iron Carbon Reducibility index test granules mm minutes /o in o/o /o yield % 109 green 19 to 22 30 53, 2 17.5 17.5 66 148 110 sec 19 to 22 12 54.9 <B>1</B>5.7 15.1 78 12.5 112 sec 22. to 25 13 52.2 25.2 18.2 77 170 <I>Example 3</I> The quality of the granules bound by carbonization is determined by the three indices of example 1 and this quality is obtained by adjusting the variable factors of: 1. the composition of the initial mixture, 2. the size of the granules, 3. the flow of the wind during the first heating operation, 4. the blowing time during the first heating operation, 5. the final temperature of the grate, 6. the temperature of the wind during the first heating operation, 7. the oxygen content of the wind during the first heating operation and 8. the thickness of the layer of granules on the moving grate during the first heating operation.

La composition du mélange initial dépend en partie des proportions de minerai et de houille, qui peuvent être par exemple de 60 parties de minerai pour 40 parties de houille, 70 parties de minerai pour 30 parties de houille, etc., et dont quelques exemples sont donnés ci-dessous. The composition of the initial mixture depends partly on the proportions of ore and coal, which can be for example 60 parts of ore for 40 parts of coal, 70 parts of ore for 30 parts of coal, etc., and of which some examples are given below.

Composition des granules liés Composition du N mélange initial Fer total Fer métallique Carbone Indice de Etat de de l'essai en poids, % en o/o du fer total % rendement réductibilité % <U>minerai/houille</U> 10 60-40 51,0 30,4 26,3 - 240 16 50-50 46,8 23,5 32,5 - 292 La composition du mélange initial dépend aussi en partie de la nature du minerai de fer choisi. Par exemple, certains minerais d'expédition directe, con centrés de minerais et poussières volantes sont des matières premières qui donnent satisfaction dans le procédé décrit. On a fabriqué par exemple des gra nules liés donnant satisfaction avec un minerai d'hé matite de Mesabi. La composition de ce minerai et la répartition de la grosseur des grains du minerai broyé sont les suivantes Composition of the bound granules Composition of the initial mixture N Total iron Metallic iron Carbon Index of Condition of the test by weight, % in o/o of total iron % yield reducibility % <U>ore/coal</U> 10 60- 40 51.0 30.4 26.3 - 240 16 50-50 46.8 23.5 32.5 - 292 The composition of the initial mixture also depends in part on the nature of the iron ore chosen. For example, certain direct ship ores, ore concentrates and fly dusts are feedstocks that work well in the process described. Satisfactory bonded granules have, for example, been manufactured with a Mesabi hematite ore. The composition of this ore and the grain size distribution of the crushed ore are as follows

Composition du minerai <U>Pourcentage</U> Fe 50,2 Mn 0,6 Si0_, 14,1 A1,0j 2.,0 CaO 0,57 Mg0 0,30 Humidité 8 à 12 Ore Composition <U>Percentage</U> Fe 50.2 Mn 0.6 Si0_, 14.1 A1.0j 2.0 CaO 0.57 Mg0 0.30 Moisture 8 to 12

<I>Répartition de la grosseur des grains du minerai</I> <I>broyé</I> Ouverture de mailles du tamis, Pourcentage de mm grains retenus +0,210 1,1 -0,210 + 0,149 2,3 -0,149 <B><I>+0,105</I></B> 8,0 -0,105 + 0,074 11,3 -0,074 77,3 La matière carbonée du mélange initial peut aussi consister en lignite ou autre combustible de qualité inférieure. <I>Ore grain size distribution</I> <I>crushed</I> Sieve mesh size, Percentage of mm grains retained +0.210 1.1 -0.210 + 0.149 2.3 -0.149 <B ><I>+0.105</I></B> 8.0 -0.105 + 0.074 11.3 -0.074 77.3 The carbonaceous material of the initial mixture may also consist of lignite or other lower quality fuel.

Des granules de 9 à 15 mm ont été choisis dans l'essai de l'exemple 1, mais on a constaté que les granules plus gros sont très avantageux dans cer tains types de fours de fusion. Par exemple, avec des granules plus gros, on obtient une plus forte per méabilité aux gaz de la charge du four de fusion. Des exemples de granules plus gros qui ont donné des résultats satisfaisants dans cette opération sont donnés ci-après, mais on peut encore choisir des gra nules plus gros dans certains fours de fusion. Granules of 9 to 15 mm were chosen in the test of Example 1, but it has been found that larger granules are very advantageous in certain types of melting furnaces. For example, with larger granules, a higher gas permeability of the melting furnace charge is obtained. Examples of larger granules which have given satisfactory results in this operation are given below, but larger granules can still be chosen in certain melting furnaces.

Composition des granules liés N Diamètre Fer total Fer métallique Carbone Indice de Etat de de l'<U>e</U>ssai des granules en mm % en o/<U>o</U> du fer total <U>0/a</U> r<U>endeme</U>n<U>t</U> réductibilité % 110 19 X 22,2. 54,9 15,7 15,1 78 125 112 22,2 X 25,4 52,2 2.5,2 18,2 77 170 286 22,2 X 25,4 54,7 17,4 11,6 88 106 Le taux de soufflage pendant la première opéra tion de chauffage désigne la quantité d'air (en dési gnant aussi l'air modifié par une addition d'oxygène ou par les produits de la combustion) refoulé à tra vers les granules une fois enflammés. En réglant d'une manière appropriée la valeur des autres va riables de chauffage désignés en détail plus loin, on peut faire varier le taux de soufflage de la manière suivante pour obtenir des granules liés par carboni sation de qualité acceptable. Composition of bonded granules N Diameter Total iron Metallic iron Carbon Index of State of the <U>e</U>test of the granules in mm % in o/<U>o</U> of total iron <U>0 /a</U> r<U>endeme</U>n<U>t</U> reducibility % 110 19 X 22.2. Le blowing rate during the first heating operation refers to the quantity of air (also referring to the air modified by the addition of oxygen or by the products of combustion) forced back through the pellets once ignited. By appropriately adjusting the value of the other heating variables referred to in detail later, the blowing rate can be varied as follows to obtain carbon bonded granules of acceptable quality.

Composition des granules liés Débit du vent <B><I>NI</I></B> cmd/min. par cm@ de Fer total Fer métallique Carbone Indice de Etat de de l'essai surface de grille /o en 11/o du fer total % rendement réductibilité o/o 128 1950 54,4 18,5 17,4 72 146 131 2400 54,9 19,4 14,5 80 128 148 3030 54,9 19,0 11,8 78 110 La durée de soufflage au cours de la première opération de chauffage est fonction de la vitesse du mouvement d'avancement de la grille continue, et en réglant d'une manière appropriée les autres variables du chauffage on peut faire varier cette durée pour satisfaire aux conditions de la production. La température finale de la grille est un élément de mesure extrêmement utile de la qualité des gra nules liés. Elle est comprise de préférence entre 870 et 1093 Cet elle exerce une influence sur la qua lité des granules liés par carbonisation, comme l'in dique le tableau ci-dessous. Composition of bound granules Wind flow <B><I>NI</I></B> cmd/min. per cm@ of total Iron Metallic iron Carbon Index of State of of the test grid surface /o in 11/o of total iron % yield reducibility o/o 128 1950 54.4 18.5 17.4 72 146 131 2400 54.9 19.4 14.5 80 128 148 3030 54.9 19.0 11.8 78 110 The blowing time during the first heating operation is a function of the speed of the forward motion of the continuous grate , and by appropriately adjusting the other heating variables, this duration can be varied to meet production conditions. The final grate temperature is an extremely useful measure of the quality of bound pellets. It is preferably between 870 and 1093 This has an influence on the quality of the granules bonded by carbonization, as indicated in the table below.

Composition des granules liés NO Température finale Fer total Fer métallique Carbone Indice de Etat de de l'essai de la grille, C <U> /o</U> en % du fer total <U> /o</U> r<U>e</U>n<U>deme</U>nt réductibilité <B>01 0</B> 225 870 52,0 12,1 16,1 78 132 2.27 1093 52,9 15,5 15,8 81 134 La température du vent pendant la première opé ration de chauffage est celle à laquelle le courant d'air ou le courant d'air modifié pénètre dans la couche de granules une fois enflammés, et en éle vant la température du vent on peut généralement diminuer la durée de soufflage qui est nécessaire pour obtenir des granules liés par carbonisation de qualité acceptable, ainsi que l'indique le tableau ci- dessous. Composition of bonded granules NO Final temperature Total iron Metallic iron Carbon Index of State of the grid test, C <U> /o</U> in % of total iron <U> /o</U> r< U>e</U>n<U>deme</U>nt reducibility <B>01 0</B> 225 870 52.0 12.1 16.1 78 132 2.27 1093 52.9 15.5 15, 8 81 134 The temperature of the wind during the first heating operation is that at which the air current or the modified air current penetrates the layer of pellets once ignited, and by raising the temperature of the wind one can generally decrease the blowing time that is required to obtain char-bonded granules of acceptable quality, as shown in the table below.

Composition des granules liés Température Durée Fer métallique Etat de N de du vent, de soufflage Fer total en ,/o Carbone Indice de réductibilité l'essai <B>OC</B> minutes /o du fer total /o rendement % 244 538 7 49,4 13,6 19,3 80 164 147 799 6,5 54,9 15,7 15,5 72 127 On peut augmenter la teneur en oxygène du vent pendant la première opération de chauffage en ajoutant de l'oxygène au courant d'air ou la dimi- nuer en y ajoutant des produits de la combustion. Les résultats obtenus sont donnés dans le tableau ci- dessous. Composition of the bonded granules Temperature Duration Metallic iron Wind, blowing State of N Total iron in ,/o Carbon Reducibility index the test <B>OC</B> minutes /o of total iron /o yield % 244 538 7 49.4 13.6 19.3 80 164 147 799 6.5 54.9 15.7 15.5 72 127 The oxygen content of the wind can be increased during the first heating operation by adding oxygen to the draft or reduce it by adding combustion products. The results obtained are given in the table below.

Composition des granules liés NO Oxygène du vent, Fer total Fer métallique Carbone Indice de Etat de <U>de</U> l'<U>essai</U> 1% <U>en volume /o en</U> % du <U>fer tot</U>a<U>l % rende</U>ment r<U>éductib</U>ilité % 153 4,2 55,0 12,1 9,1 76 80 151 6,2 55,0 17,1 10,0 78 95 <B><I>1</I></B>50 11,8 55,0 16,2 10,0 80 93 234 26,0' 53,8 15,8 18,7 65 151 <B>*</B>On obtient dans ces conditions des granules liés par carbonisation de qualité acceptable. L'épaisseur de la couche de granules sur la grille en mouvement exerce une influence sur la qualité du produit et ne dépasse pas de préférence 150 mm pour des granules de 9 à 15 mm et peut être supé rieure pour des granules plus gros. Composition of bound granules NO Wind oxygen, Total iron Metallic iron Carbon State index of <U>of</U> the <U>test</U> 1% <U>in volume /o in</U> % of <U>tot iron</U>a<U>l % return</U>ment r<U>eductib</U>ility % 153 4.2 55.0 12.1 9.1 76 80 151 6.2 55.0 17.1 10.0 78 95 <B><I>1</I></B>50 11.8 55.0 16.2 10.0 80 93 234 26.0' 53 .8 15.8 18.7 65 151 <B>*</B> Under these conditions, granules bonded by carbonization of acceptable quality are obtained. The thickness of the layer of granules on the moving grid influences the quality of the product and preferably does not exceed 150 mm for granules of 9 to 15 mm and can be greater for larger granules.

Au cours de la première opération de chauffage, il est préférable après avoir enflammé les granules par le haut, de faire passer un courant d'air (ou d'air modifié) à travers la couche de haut en bas, c'est- à-dire dans le sens dans lequel la combustion pro gresse. , <I>Exemple 4</I> Dans le procédé de préparation des granules dé crit à titre d'exemple dans l'exemple 1, on les forme à l'état vert à partir du mélange initial par le mou vement d'un tambour à granuler qui tourne lente ment autour d'un axe sensiblement horizontal et dans lequel on charge un mélange initial de fines de mi nerai et de matière carbonée. On peut aussi incor porer au mélange initial des liants carbonés ordinaires et courants, tels que de l'amidon, du brai, du gou dron, de la mélasse, des produits de lignine, etc., pour augmenter la résistance des granules verts ou faciliter leur formation, mais ces additifs ne sont pas nécessaires suivant l'invention. During the first heating operation, it is preferable after having ignited the granules from above, to pass a stream of air (or modified air) through the layer from top to bottom, i.e. i.e. in the direction in which the combustion progresses. , <I>Example 4</I> In the process for preparing the granules described by way of example in Example 1, they are formed in the green state from the initial mixture by the movement of a granulating drum which rotates slowly around a substantially horizontal axis and into which an initial mixture of fine ore and carbonaceous material is charged. Ordinary and common carbonaceous binders, such as starch, pitch, tar, molasses, lignin products, etc., can also be incorporated into the initial mixture to increase the strength of the green granules or facilitate their formation, but these additives are not necessary according to the invention.

<I>Exemple 5</I> De même, le procédé décrit dans l'exemple 1 consiste dans une opération continue, mais on a aussi obtenu des résultats satisfaisants en opérant par charges intermittentes et ce procédé fait aussi partie de l'invention. Par exemple, on a chauffé avec succès des agrégats de granules verts tant sur des grilles en mouvement que sur des grilles immobiles à charges intermittentes pour obtenir des granules liés par car bonisation de qualité acceptable. <I>Exemple 6</I> Au lieu de former le mélange initial par 40 par ties de houille non cokéfiante et 60 parties de mine rai, on peut former des grappes de granules analo gues à des grappes de raisin avec 16 parties de houille à coke, 24 parties de houille non cokéfiante et 60 parties de minerai, c'est-à-dire que 40% de la houille du mélange consistent en houille à coke. <I>Example 5</I> Similarly, the process described in Example 1 consists of a continuous operation, but satisfactory results have also been obtained by operating with intermittent loads and this process also forms part of the invention. For example, aggregates of green pellets have been successfully heated on both moving grates and stationary grates with intermittent loads to obtain carbonization-bound pellets of acceptable quality. <I>Example 6</I> Instead of forming the initial mixture with 40 parts of non-coking coal and 60 parts of rai ore, it is possible to form clusters of granules similar to bunches of grapes with 16 parts of coal 24 parts of non-coking coal and 60 parts of ore, that is to say that 40% of the coal in the mixture consists of coking coal.

On peut aussi former des grappes de granules liés en projetant sur la couche de granules verts ou déshydratés sur la grille en mouvement du minerai de fer en poudre. One can also form clusters of bound granules by projecting onto the layer of green or dehydrated granules on the moving grid iron ore powder.

On les a aussi obtenus en les préparant à l'état vert par le procédé de l'exemple 1, mais de grosseur un peu moindre, en faisant passer ces granules verts dans un second tambour à granuler dans lequel on fait arriver du minerai de fer en poudre et un sup plément d'eau, et en permettant au minerai de fer de s'accumuler sur les granules verts sous forme de pellicule représentant à peu près 20% du poids total du granule vert fini. They were also obtained by preparing them in the green state by the process of Example 1, but of a slightly smaller size, by passing these green granules into a second granulating drum in which iron ore is fed powder and additional water, and allowing the iron ore to accumulate on the green pellets as a film representing approximately 20% of the total weight of the finished green pellet.

Les masses en grappe de granules liés par carbo nisation sont intéressantes dans le procédé décrit car lorsqu'on les charge dans le four de fusion, la per méabilité de la masse au passage des gaz de la che minée devient supérieure à celle des granules séparés ou autres agrégats. The masses in clusters of granules linked by carbonization are interesting in the process described because when they are loaded into the melting furnace, the permeability of the mass to the passage of gases from the chimney becomes greater than that of the separated granules or other aggregates.

La grosseur des granules arrivant dans le four de fusion peut être comprise entre 6,0 et 31,7 mm. On détermine les limites de grosseur des granules pen dant les opérations continues de formation, de pre mier chauffage et de fusion de façon qu'à la limite inférieure ils soient assez gros et par suite assez lourds par rapport à leur surface périphérique et à leur section pour que le vent au débit choisi ne les soulève pas et ne les entraîne pas dans la cheminée du four, et qu'à la limite supérieure ils soient assez petits pour que le chauffage au cours des opérations de déshydratation et de carbonisation ne provoque pas d'explosion sous l'effet d'un brusque dégage ment de vapeur ou de gaz sous pression dans les divers granules, et que la chaleur se transmette d'une manière appropriée pendant l'opération de fusion de façon à faire descendre la charge régulièrement. Les limites de grosseur de 9 à 15 mm, de 16 à 22. mm et de 22 à 25 mm choisies de préférence dans les exemples qui précèdent sont déterminés d'après la possibilité de régler le débit du vent et les conditions entre les limites précitées au cours des opérations de carbonisation et de fusion, sans qu'il en résulte une perte appréciable dans la cheminée ni de l'irré gularité dans la descente de la charge. Les propor tions en volume des granules entre les limites indi quées sont d'environ 1 : 5 pour les petits granules et de 1 : 1,5 pour les gros, lorsque les granules liés ne sont supportés que par peu ou pas du tout de coke, et on remarquera que les particules risquent moins de se tasser ou de descendre irrégulièrement lors qu'ils sont sensiblement de la même grosseur. En général, la couche de granules plus gros peut être plus épaisse au cours de la première opération de chauffage, le débit du vent peut être plus grand et la température finale de la grille plus élevée, et la quan tité de coke de support dans l'opération de fusion peut être moindre. Si les granules sont plus petits, la durée de déshydration nécessaire est plus courte avant qu'ils subissent la première opération de chauf fage. The size of the granules arriving in the melting furnace can be between 6.0 and 31.7 mm. The size limits of the granules are determined during the continuous forming, primary heating and melting operations so that at the lower limit they are large enough and therefore heavy enough in relation to their peripheral surface and to their section. so that the wind at the chosen rate does not lift them and carry them down the kiln chimney, and that at the upper limit they are small enough that the heating during the dehydration and carbonization operations does not cause explosion under the effect of a sudden release of steam or gas under pressure in the various granules, and that the heat is transmitted in an appropriate manner during the melting operation so as to lower the load regularly. The size limits of 9 to 15 mm, 16 to 22. mm and 22 to 25 mm preferably chosen in the preceding examples are determined according to the possibility of adjusting the flow of the wind and the conditions between the aforementioned limits. during the carbonization and melting operations, without resulting in any appreciable loss in the chimney or irregularity in the descent of the load. The proportions by volume of the granules between the limits given are about 1:5 for small granules and 1:1.5 for large ones, when the bound granules are supported by little or no coke , and it will be noted that the particles are less likely to settle or descend irregularly when they are substantially of the same size. In general, the layer of larger granules may be thicker during the first heating operation, the wind flow may be greater and the final grate temperature higher, and the amount of carrier coke in the merging operation can be less. If the granules are smaller, the necessary dehydration time is shorter before they undergo the first heating operation.

Les granules liés qui proviennent du premier traitement de chauffage se caractérisent par une ré sistance surprenante et une faible diminution de poids par abrasion lorsque les granules sont frottés l'un sur l'autre. On constate en examinant au microscope des sections et portions des granules qu'ils contiennent le minerai de fer et le fer réduit sous forme de parti cules séparées, qui ne sont que légèrement liées ou pas liées du tout par les, éléments fondus de la cendre ; elles sont principalement et nettement liées entre elles par une matrice de carbone graphitique. Les granules liés sont donc nettement différents des masses liées par frittage ou par vitrification, qui com- portent des ponts de connexion formés par des élé ments de laitier fondus ; mais il y a lieu de remar quer que les granules peuvent être obtenus sans que la source de ce carbone consiste en houille à coke. Il y a lieu aussi de remarquer que ces granules liés contiennent une quantité de carbone suffisante pour réduire et carburer l'oxyde de fer existant (par exem ple un état de réductibilité compris entre 100 et 170 et un pourcentage en carbone compris entre 10 et 25 %) avec une proportion de fer réduit com prise entre 9,2 et 31,4 % (représentant une réduc tion de 15 à 40 % du fer total). Dans certains cas la résistance, indiquée par l'indice de rendement , augmente en fonction de la proportion de fer métal lique contenu dans les particules, quoique les parti cules soient indépendantes l'une de l'autre. The bonded granules which come from the first heating treatment are characterized by a surprising resistance and a low reduction in weight by abrasion when the granules are rubbed on each other. Microscopic examination of sections and portions of the granules is found to contain the iron ore and reduced iron as separate particles, which are only slightly bound or not bound at all by the molten elements of the ash. ; they are mainly and clearly linked together by a graphitic carbon matrix. The bonded granules are therefore distinctly different from the masses bonded by sintering or by vitrification, which comprise connection bridges formed by elements of molten slag; but it should be noted that the granules can be obtained without the source of this carbon consisting of coking coal. It should also be noted that these bonded granules contain a quantity of carbon sufficient to reduce and carburize the existing iron oxide (for example a state of reducibility comprised between 100 and 170 and a carbon percentage comprised between 10 and 25 %) with a proportion of reduced iron between 9.2 and 31.4% (representing a reduction of 15 to 40% of total iron). In some cases the resistance, indicated by the yield index, increases with the proportion of metallic iron contained in the particles, although the particles are independent of each other.

Claims (2)

REVENDICATIONS I. Procédé de préparation de granules cohérents contenant de l'oxyde de fer et du carbone en une quantité supérieure à celle qui est nécessaire pour réduire complètement l'oxyde de fer, dans lequel un mélange d'oxyde de fer et de matière carbonée fine ment divisée en proportion en poids comprise entre 8 : 1 et 1 : 1 avec 10 à 20 % d'eau est transformé dans un tambour rotatif en granules qui sont chauffés entre 870 et 1250e C pour qu'une partie dudit oxyde de fer soit réduite en fer, caractérisé en ce qu'on utilise comme matière carbonée finement divisée dans les granules de la houille non cokéfiante et en ce qu'on chauffe les granules en enflammant un lit de ces derniers et y fait passer un courant d'air con tenant 16 à 2.6 % d'oxygène, de manière que la houille soit distillée par destruction et convertie en une matrice graphitique agissant comme un agent de liaison pour les autres constituants des granules, tandis qu'une partie de l'oxyde de fer est réduite en fer jusqu'à ce qu'on obtienne de 15 à 40 % de fer métallique dans les granules, plus de 6 % de car bone étant toujours contenu dans les granules. Il. Granule cohérent préparé par le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il contient 40 à 55 % en poids de fer dont 15 à 40 % en poids du fer total sont à l'état de fer élémentaire, le com plément consistant en oxyde de fer, le fer étant à l'état de particules séparées et le carbone, en quan tité constituant 6,5 % à 32,5 % en poids du granule, étant sous forme de matrice graphitique liant les autres éléments du granule, qui est compact, non poreux à l'oeil nu et poreux au microscope. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que les granules subissent un premier chauffage les déshydratant puis sont enflammés et soumis à l'action du courant d'air pendant une durée ne dépas sant pas, 15 minutes après l'inflammation de la cou che de granules. CLAIMS I. Process for the preparation of coherent granules containing iron oxide and carbon in an amount greater than that which is necessary to completely reduce the iron oxide, in which a mixture of iron oxide and carbonaceous material finely divided in proportion by weight between 8: 1 and 1: 1 with 10 to 20% water is transformed in a rotating drum into granules which are heated between 870 and 1250e C so that a part of said iron oxide is reduced in iron, characterized in that non-coking coal is used as the finely divided carbonaceous material in the granules and in that the granules are heated by igniting a bed of the latter and passing through it a stream of con holding 16 to 2.6% oxygen, so that the coal is destructively distilled and converted into a graphitic matrix which acts as a binding agent for the other constituents of the granules, while part of the iron oxide is reduced in iron until 15 to 40% metallic iron is obtained in the granules, more than 6% carbon still being contained in the granules. He. Coherent granule prepared by the process according to claim 1, characterized in that it contains 40 to 55% by weight of iron, of which 15 to 40% by weight of the total iron is in the state of elemental iron, the remainder consisting of iron oxide, the iron being in the state of separate particles and the carbon, in an amount constituting 6.5% to 32.5% by weight of the granule, being in the form of a graphitic matrix binding the other elements of the granule, which is compact, non-porous to the naked eye and porous under the microscope. SUB-CLAIMS 1. Method according to claim I, characterized in that the granules undergo a first heating dehydrating them then are ignited and subjected to the action of the air stream for a period not exceeding 15 minutes after the inflammation of the layer of granules. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on mélange l'oxyde de fer et la houille non cokéfiante en proportion en poids comprise entre 85 : 15 et 50 : 50 en présence de 10 à 20 % d'eau, on secoue le mélange sur une surface rotative en présence d'une proportion d'eau d'arrosage d'environ 2 % de façon à former des granules verts et à les faire grossir, on enlève la masse secouée de cette surface et on en sépare les particules d'une grosseur inférieure à 6 mm qu'on fait revenir sur la surface rotative, on sépare de la masse les particules d'une grosseur supérieure à 31 mm, on les fragmente et on les fait revenir sur la surface rotative pour former, une couche en mouvement sur les autres granules verts immobiles dans la couche dont l'épaisseur est comprise entre 75 et 125 mm, on enflamme la cou che à la partie supérieure pendant qu'elle avance en supportant les granules, on y fait passer le courant d'air contenant 16 à 26 % d'oxygène avec un débit compris entre 750 et 3030 cms par minute et par cm<U>"</U> de surface de la couche, de façon à faire passer l'air de haut en bas à travers la couche pour la faire brûler et la chauffer à une allure suffisante pour en chasser l'eau à l'état de vapeur en 15 minutes au maximum et pour carboniser la houille sans faire éclater les granules, tout en réduisant le fer de l'oxyde des granules à l'état métallique à teneur d'en viron 15 à 40 % en poids du fer total et en faisant prendre à la couche une température finale de 870 à 1250 C de façon à former une matrice en carbone graphitique dans chaque granule, puis on cesse de faire passer l'air et on décharge les granules liés de la couche.2. Method according to claim 1, characterized in that the iron oxide and the non-coking coal are mixed in a proportion by weight of between 85: 15 and 50: 50 in the presence of 10 to 20% water, shakes the mixture on a rotating surface in the presence of a proportion of irrigation water of about 2% so as to form green granules and to make them grow, the shaken mass is removed from this surface and the particles with a size of less than 6 mm which are returned to the rotating surface, the particles of a size greater than 31 mm are separated from the mass, they are fragmented and are returned to the rotating surface to form, a moving layer on the other motionless green granules in the layer whose thickness is between 75 and 125 mm, the layer is ignited at the upper part while it advances supporting the granules, the current is passed through it of air containing 16 to 26% oxygen with a flow rate of between 750 and 3030 cms per minute and per cm<U>"</U> of surface area of the diaper, so as to pass the air from top to low through the seam to cause it to burn and heat it at a rate sufficient to drive the water out of it to a vapor state in not more than 15 minutes and to carbonize the coal without bursting the granules, while reducing iron from the oxide of the granules in the metallic state with a content of about 15 to 40% by weight of the total iron and by causing the layer to take a final temperature of 870 to 1250 C so as to form a graphitic carbon matrix in each granule, then the air is stopped and the bound granules are discharged from the layer.
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