CH437390A - Process for manufacturing ferrous metal in the liquid state - Google Patents

Process for manufacturing ferrous metal in the liquid state

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CH437390A
CH437390A CH263664A CH263664A CH437390A CH 437390 A CH437390 A CH 437390A CH 263664 A CH263664 A CH 263664A CH 263664 A CH263664 A CH 263664A CH 437390 A CH437390 A CH 437390A
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Lyon Sherwood William
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Sherwood William L
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Description

  

  Procédé de     fabrication    de métal     ferreux    à     Pétat        liquide       La présente invention se rapporte à un procédé de  fabrication de métal ferreux,     c'est-à-dire    contenant du  fer, et plus particulièrement à un procédé de fabrication  en continu de l'acier et de la fonte de fer et d'autres  métaux ferreux, à     ,l'état    liquide, directement à partir d'un  minerai de fer ou d'un minerai de fer concentré.  



  Les procédés connus de traitement des minerais de  fer en vue de l'obtention d'alliages de fer de composi  tion bien déterminée comprennent généralement deux  opérations de traitement séparées ; premièrement un  traitement de réduction, conduisant à un fer contenant  des impuretés indésirables; deuxièmement, un traite  ment de raffinage     éliminant    les impuretés indésirables  du fer impur et au cours duquel les composants d'allia  ges, nécessaires à l'obtention du produit désiré, sont  ajoutés.  



  Le produit de l'opération de réduction est ordinai  rement une fonte à l'état liquide,     produite    dans un haut  fourneau ou dans un four de réduction électrique, ou du  fer spongieux, produit à l'état solide par un procédé de  réduction directe. La fonte contient généralement du  carbone, du silicium, du manganèse, du phosphore et du  soufre, et le fer     spongieux    contient généralement de  l'oxyde de fer résiduel et des constituants de la gangue,  c'est-à-dire des impuretés dont la teneur doit être abais  sée à la valeur désirée par le     procédé    de raffinage sub  séquent.  



  Parmi les procédés de raffinage connus, on peut citer  le     procédé    Siemens-Martin, les divers procédés au con  vertisseur, les procédés au four rotatif et le procédé au  four à arc électrique direct pour la production de l'acier  la fabrication de la fonte de fer au cubilot et les pro  cédés au four électrique à induction, à arc direct     et    à arc  indirect pour la fabrication de divers alliages de fer. Ces  procédés sont     généralement    mis en     #uvre    en discontinu  et, en plus de la fonte de fer et du fer spongieux, la    charge .de départ comprend des .déchets de fonte, d'acier  et d'autres alliages de fer.  



  La présente invention. vise un procédé dans lequel  la réduction et le raffinage sont combinés en une opéra  tion conduite en une succession continue de     :stades,    et  qui soit capable de produire des alliages ferreux très  divers,     notamment    la fonte de fer, ides alliages de fer spé  ciaux et des aciers directement à partir d'un minerai ou  d'un minerai concentré.  



  Le procédé selon l'invention comprend les opérations  suivantes  (a) l'on introduit, dans une zone de réaction     gaz-          solide,    des pastilles formées, contenant de l'oxyde de  fer, et des morceaux solides d'une matière     réductrice,

      la  limite inférieure de la grosseur desdites pastilles et la  limite supérieure de la grosseur desdits morceaux étant  choisies l'une par rapport à l'autre de manière que da  matière réductrice puisse être séparée     granulométrique-          ment        desdites    pastilles après le     chauffage    et la     réaction     dans ladite zone de réaction     gaz@solide    d'une charge  contenant lesdites     ,pastilles    et lesdits morceaux;

    (b) l'on fait avancer continuellement     ledit    mélange  à travers la zone de réaction gaz-solide,     afin    qu'il ré  agisse à une température élevée jusqu'à ce -que la  majeure partie du fer contenu dans Tes     pastilles    ait été  réduite à l'état métallique,  (c) l'on retire de la zone de réaction. gaz-solide des  matières fines comprenant la matière réductrice non  consommée avec les     petits    fragments de pastilles éven  tuellement produits par désintégration des pastilles;

    (d)     .l'on    fait     avancer    continuellement le mélange de  matières grossières retenues, y compris les pastilles, dans  et à travers une zone de réaction     gaz-solide-liquide    con  tenant un mélange de matières en     traitement    partielle  ment fondues en contact avec des gaz chauds, en élevant  la température dans ladite zone de     réaction    gaz-solide-      liquide jusqu'à     ce    que les matières grossières aient fondu,  formant ainsi deux phases liquides     consistant    en laitier  et en métal en contact étroit;

    (e) l'on introduit continuellement ces deux phases  liquides dans une zone de réaction gaz-liquide contenant  un mélange de matières liquides en traitement en con  tact     avec    des gaz chauds<B>;</B>       (f)    l'on continue les réactions gaz-liquide et le chauf  fage .dans la zone de réaction gaz-liquide jusqu'à l'obten  tion d'un métal ferreux     liquide    ayant la composition et  la température désirées ;

   et  (g) l'on fait     sortir    le métal ferreux liquide et le lai  tier de la zone de     réaction    gaz-liquide, de la chaleur  étant fournie     directement    à chacune des zones de ré  action     gaz-,liquide,        gaz-solide-liquide    et     gaz-solide    dans       la    mesure     nécessaire    au maintien des températures de  réaction désirées dans les zones.  



  Le procédé selon l'invention peut être mis en     aeuvre          avantageusement    dans une installation. à four rotatif. Une  mise en     oeuvre    préférée du présent     procédé,    dans .un four       rotatif    unique,     est    décrite en détail     dans    la suite de cet  exposé.

   D'une manière générale, l'appareil utilisé con  siste en un four rotatif allongé, doublé d'une matière  réfractaire et auquel     est        incorporé    un dispositif de tami  sage en un point intermédiaire de :sa longueur, pour la  séparation entre les matières fines et les matières gros  sières, les matières fines étant conduites vers un empla  cement extérieur au four et les matières grossières étant  retenues dans le four en vue des traitements ultérieurs.

    L'appareil comprend en outre un moyen     d'alimentation     pour l'introduction des matières solides à l'extrémité  d'entrée du four et en des points intermédiaires de sa  longueur, et des brûleurs au moyen desquels un com  bustible et un gaz contenant de l'oxygène sont introduits  dans le four en des points     répartis    de façon appropriée  sur sa longueur, ce qui     fournit,    par combustion du com  bustible, suffisamment de chaleur pour fondre les ma  tières grossières retenues et les transformer en métal  liquide et en laitier, et pour chauffer le métal liquide et  le     laitier    jusqu'à l'obtention de la composition et de la  température désirée pour le métal.

   Le four comprend  également des orifices de coulée pour le métal liquide  et le laitier et un moyen     @de    régulation     @du    débit de cou  lée du laitier, ainsi que des dispositifs d'obturation des  différents .orifices -du four,     s'opposant    aux fuites exces  sives de gaz.  



  Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, un  appareil pour une mise en     oeuvre    particulière du pro  cédé selon l'invention.  



  La     fig.    1 est un schéma d'ensemble du procédé.  



  La     fig.    2 est une vue en élévation schématique par  tiellement en coupe, de l'appareil.  



  La     fig.    3 est une coupe     longitudinale    d'un détail de       l'appareil.     



  La     fig.    4 est une coupe semblable d'une variante de  ce détail.  



  La     fig.    5 est une coupe longitudinale d'un autre détail  de .l'appareil.  



  La     fig.    6 est .une vue en bout, .partiellement en coupe,  du détail représenté à la     fig.    5.  



  La     fig.    7 est une vue en     élévation    et     partiellement    en  coupe longitudinale d'un autre détail de l'appareil, com  prenant un dispositif d'alimentation des matières solides  dans l'extrémité d'entrée du four.  



  La     fig.    8 est une coupe transversale de l'appareil, à  l'emplacement de décharge du dispositif d'alimentation  représenté à la     fig.    7.    La     fig.    9 est une coupe longitudinale d'un autre détail  de l'appareil.  



  La fi-. 10 est une vue en élévation d'un: autre détail  de l'appareil.  



  La     fig.    11 est une coupe     transversale    du détail re  présenté à la     fig.    10.  



  Si l'on se reporte à la     fig.    1, on. peut voir que la pré  paration de pastilles d'une grosseur minimum choisie est  une particularité essentielle de ce procédé. La prépara  tion de la matière contenant .de l'oxyde de fer se fait  généralement par concassage et broyage d'un minerai de  fer, puis concentration par .des procédés connus, afin,  d'augmenter la teneur en oxyde de fer et diminuer celle  de la gangue et des autres impuretés indésirables. Le  concentré est ensuite     réaggloméré    en pastilles de la gra  nulométrie .désirée.

   Avec certains minerais riches, la  phase de concentration peut être omise, ou un minerai  brut tamisé peut être employé directement comme ma  tière première pour de procédé, auquel cas l'expression  pastilles contenant -de d'oxyde de fer telle qu'utilisée dans  cet exposé s'appliquerait également à .des morceaux de  minerai tamisés. Comme autre source possible de pastil  les pour le présent procédé, on peut mentionner le  (c     tailing      d'un procédé de séparation d'un     quelconque     autre métal ou minéral, concentré et aggloméré en pas  tilles de la granulométrie désirée.  



  Pour éviter les volumes de laitier excessifs dans la  zone de     réaction        gaz-liquide    et pour diminuer la ten  dance -des     pastilles    à se ramollir et à devenir collantes  dans la zone de réaction     gaz-solide,    i1 est généralement  désirable que la teneur en fer soit d'au moins 65 % en  poids dans le minerai au dans le concentré avant l'ag  glomération. Par un broyage fin du minerai, on peut  libérer plus complètement l'oxyde de fer finement divisé  de la gangue, et par conséquent obtenir un     concentré    de  plus haute teneur en fer.

   Comme un broyage fin facilite  également l'agglomération du concentré en pastilles et       augmente    la solidité des pastilles, le minerai ou le con  centré est le plus souvent broyé à une finesse telle que,  par exemple, au moins 75 % des particules aient des       dimensions    minimums inférieures à 0,04 mm.  



  Les fondants destinés à l'ajustage .de la composition  du laitier dans la zone de réaction     gaz-liquide    du pro  cédé peuvent être ajoutés au concentré ou au minerai  fin avant le     pastillage.    Ces additions,     effectuées    sous  une forme finement divisée avant le pastillage, peuvent  également agir comme liant pour les pastilles, en     au-          mentant    leur solidité et en combattant leur tendance  éventuelle à se désagréger en fines particules au cours de  leur traversée de la zone de réaction     gaz-solide.    Parmi  les fondants, on peut citer, à titre d'exemples, le cal  caire, la dolomie, la chaux calcinée, la chaux éteinte et  la bentonite.

   Des quantités déterminées de matières des  tinées à former les composants de l'alliage ferreux     @li-          quide    peuvent également être introduites dans les pas  tilles. Parmi ces matières, on peut mentionner des élé  ments tels que manganèse, silicium, chrome,     mo,lybdène     et nickel, ajoutés sous forme de métal, d'alliage, de .mi  nerai ou de concentré, à l'état finement divisé.  



  Dans la     fabrication    des pastilles, qui peut être réa  lisée dans un appareil     classique,    par exemple tambour  ou disque rotatif de pastillage, la teneur en humidité doit  être maintenue dans des limites bien déterminées, afin  que les     pastilles    formées aient des dimensions et des pro  priétés physiques aussi     uniformes    que possible. Les pas  tilles humides peuvent être traitées durement dans le  procédé ou elles peuvent être préalablement séchées ou      grillées dans une atmosphère oxydante afin, de chasser  le soufre .ou d'autres impuretés ou d'augmenter leur soli  dité et     d'améliorer    leurs     caractéristiques    de stockage et  de maniement.

   Dans certains     cas,    on peut     économiser    de  la chaleur en utilisant directement .les pastilles     grillées     dans le procédé,     sans    les refroidir.  



  Les pastilles, la matière carbonée et la matière ab  sorbant le soufre sont introduites dans le mélange en  cours de traitement qui se trouve dans la zone de ré  action gaz-solide, généralement toutes ensemble à l'ex  trémité d'entrée du procédé, bien que des proportions  variables de la matière carbonée et de la matière absor  bant le soufre puissent être introduites à un, stade ulté  rieur, en des     emplacements        intermédiaires    le long de la  zone de réaction gaz-solide.

   La totalité ou la presque  totalité de la matière carbonée et de la matière absorbant  le soufre non consommées par les réactions qui ont lieu  dans la zone gaz-solide, est retirée de la zone de réaction  gaz-solide avant l'entrée du mélange en traitement dans  la zone de réaction     gaz-solide-liquide.    Il y a lieu de bien  distinguer la matière carbonée et la matière absorbant le  soufre des matières introduites dans le procédé princi  palement dans le but de former un métal liquide et un  laitier de la composition désirée dans la zone de ré  action gaz-liquide.

   On entend ici par  < c fondants   toutes  les matières solides ajoutées principalement pour for  mer les constituants du laitier et pour influencer les  réactions chimiques, la fluidité et la composition du  laitier liquide, par opposition aux matières absorbant  le soufre, et on entend par   matières d'alliage   toutes  les matières solides ajoutées principalement pour qu'elles  s'allient avec le métal liquide ou pour qu'elles désoxy  dent le métal.

   Ainsi, les matières contenant du carbone  et ajoutées principalement en vue de désoxyder le métal  liquide ou d'en abaisser la teneur en carbone forment  une partie des matières d'alliage, et non pas une partie  de la matière carbonée. il est également entendu que les  matières d'alliage et les fondants ajoutés à la matière  contenant de l'oxyde de fer, en tant que constituants  des     pastilles,    doivent être considérés     comme    faisant  partie des matières d'alliage et des fondants introduits  dans le mélange en     traitement.     



  La matière carbonée qui est ajoutée principalement  comme combustible solide pour le chauffage et pour la  réduction en fer métallique de l'oxyde de fer contenu  dans des pastilles, consiste généralement en charbon,  charbon incomplètement brûlé ou coke. Lorsqu'elle est  introduite à l'extrémité d'entrée du procédé, il est pré  férable que la matière     carbonée    soit pauvre en matières  volatiles, qu'elle ne s'agglomère pas et que la tempéra  ture de ramollissement de ses cendres soit élevée.

   La  matière absorbant le soufre, ajoutée pour prévenir une  contamination des pastilles par le soufre pendant leur  passage à travers la zone de réaction gaz-solide du     pro-          cédé,        consiste        principalement        en        calcaire,        CaCOI    ,     ou        en     dolomie,     CaMg(CO.i)2.    La dolomie est en général pré  férée au calcaire. en raison de .sa plus grande résistance  à la désintégration.  



  Le choix et le maintien de la granulométrie appro  priée des matières premières sont des caractères essen  tiels du présent procédé. Les pastilles     ont    de préférence  une grosseur comprise entre environ 5 et 15 mm. Des  limites de grosseur plus larges sont admissibles, mais  elles sont généralement dans l'intervalle allant de 3 à  25 mm de grosseur.

   Ces -limites sont préférées, car elles  permettent de combiner les avantages d'une bonne soli  dité, d'une réaction rapide, de l'absence de tendance au    collage et à l'agglomération aux hautes températures,  d'une faible capture de gangue et d'autres     impuretés    par  la surface -des pastilles, et de la     résistance    à la rupture  et à la désintégration pendant le passage le long de da  zone de réaction gaz-solide. Comme une séparation des  pastilles par classement est     effectuée    à un stade intermé  diaire du     procédé,    il     est    également désirable qu'une pro  portion majeure et sensiblement constante des pastilles  aient -une grosseur dépassant un minimum choisi.

   Par  exemple, la     granulométrie    -des pastilles pourrait être       choisie        et        maintenue        de        manière        que        96        %        plus        ou        moins     2     %        des        pastilles        .soient        retenues        sur        un        tamis       

   de    5     mm     d'ouverture, laquelle dimension serait alors considérée  comme étant la limite minimum     ,choisie    pour la gros  seur des     pastilles.     



  La limite supérieure de la grosseur des morceaux  solides des matières carbonée et absorbant le soufre  peut être basée sur la limite minimum choisie pour la  grosseur des pastilles. Lorsque aucun changement     sibgni-          ficatif    du rapport entre les dimensions des pastilles et  des morceaux des matières carbonée et absorbant le  soufre ne se produit à l'intérieur de la zone de réaction  gaz-solide, la grosseur maximum choisie pour les mor  ceaux de matière carbonée et de matière absorbante  n'est pas supérieure à la grosseur minimum choisie pour  les     pastilles.    Cependant, des changements dans les rap  ports des dimensions peuvent se produire     dans    la zone  de réaction gaz-solide.

   Par exemple, la grosseur des       pastilles        peut        augmenter        de        20        %        en        moyenne        et        la        gros-          seur        de        la        matière        carbonée        peut        diminuer        de    5     %        en     moyenne,

   auquel cas les morceaux de     matière    carbonée  plus gros que la grosseur minimum des parties seraient  complètement éliminés de la zone de réaction gaz-solide  par une     séparation    par     classement.    Le choix de la gra  nulométrie des matières premières dépend donc égale  ment dans une     certaine    mesure ide leur     tendance    d'aug  menter ou de diminuer de grosseur pendant les traite  ments.  



  Comme autre facteur ayant une     influence    sur le  choix des     granulo@métries    de la matière     carbonée    et de  la matière absorbant .le soufre, on, .peut mentionner un  accroissement des pertes sous forme de poussières lors  que de très fines particules sont employées, et dans le  cas de la matière absorbant le soufre, la ,possibilité dune  plus forte tendance des fines particules à adhérer aux  pastilles, ce qui a pour conséquence de les contaminer  de soufre. De préférence, les matières introduites direc  tement dans le mélange en traitement ne sont pas plus  fines qu'environ 0,5 mm de dimension minimum.

   Comme  la quantité de soufre absorbée par unité de poids de  matière absorbant le soufre diminue lorsque la grosseur  des morceaux augmente, la grosseur optimum des mor  ceaux peut être comprise entre des limites étroites, par  exemple entre 0,5 et 2 mm.  



  En résumé, les grosseurs préférées des pastilles sont  comprises entre 5 et 15 mm, celles de la matière carbo  née sont     comprises    entre 1     man    et la     limite        inférieure     choisie pour la grosseur des -pastilles, et     ,celles    de la  matière absorbant .le soufre sont comprises entre 0,5 et  2 mm.

   Il est particulièrement important ide faire en sorte  que les pastilles ne soient pas plus petites qu'une dimen  sion minimum choisie, et que les morceaux de la matière  carbonée ne soient pas plus gros qu'une dimension  maximum choisie de manière que la matière carbonée  puisse être séparée presque complètement des     pastilles     par séparation     granulométrique    à un stade intermédiaire      du procédé. Dans certains cas,     il    peut être désirable  d'utiliser une matière carbonée et une matière absor  bant le soufre plus fines qu'indiqué ci-dessus, par exem  ple lorsqu'une matière plus fine coûte sensiblement  moins cher.  



  La proportion de matière carbonée introduite est de  préférence     suffisante    pour que, lorsque la plus grande  partie du fer contenu dans les     pastilles    a été réduite à  l'état métallique dans la zone de réaction gaz-solide,

       il          reste        un        excès        de        carbone        solide        d'au        moins        10%        et          de        préférence        d'au        moins        15        %        du        poids        des        pastilles     dans le mélange.

   Cette proportion, qui dépend du type  de matière carbonée utilisée, est généralement comprise  entre 40 et 80% de matière carbonée, rapportée au  poids des pastilles introduites. La proportion de matière       absorbant        le        soufre        peut        varier        entre    0     et        10        %        du        poids     des pastilles, et dépend de la teneur en soufre de la ma  tière carbonée et des pastilles, et également de la teneur  maximum en soufre admissible dans le métal liquide.  



  Dans la zone de réaction gaz-solide du procédé, l'hu  midité est vaporisée et les matières volatiles se dégagent  de la matière carbonée, tandis que la température du  mélange augmente grâce à la chaleur fournie .par les gaz  chauds. Au cours du     chauffage    subséquent, l'oxyde de  fer contenu dans les pastilles est réduit     successivement     de l'état de     Fe.03    à l'état de     Fe304,    puis à l'état de     FeO     et finalement à l'état de Fe     métallique,    essentiellement  par réaction avec l'oxyde de carbone,

   l'hydrogène et des  autres     gaz    réducteurs formés principalement     dans    la zone  de réaction     gaz-solide.    De l'anhydride carbonique ga  zeux, CO., est généralement libéré de la matière absor  bant le soufre, ce qui laisse les oxydes de calcium et  de magnésium solides,     CaO    et     Mg0,    qui peuvent alors  réagir et se combiner avec le soufre libéré par la gazéifi  cation de la matière carbonée solide.

   Pour que les ré  actions     gaz-solide    se poursuivent jusqu'à la réduction à  l'état métallique du fer contenu dans les pastilles, on  chauffe le mélange jusqu'à une température comprise  entre 870 et     1260     C, de préférence entre 982 et     1204,1    C.  En général, on maintient cette température à peu près  constante     pendant    un laps     d    e temps de plus de 10 mn et  pouvant atteindre plusieurs heures, le temps et la tempé  rature du traitement     dépendant    principalement de la  réactivité de la matière carbonée, de la constitution phy  sique et chimique des     pastilles    et de leur teneur en fer  métallique désirée.  



  On fait avancer continuellement le mélange le long  d'une zone de réaction     gaz-solide    allongée, de manière  à réaliser un mouvement relatif continuel entre les pas  tilles et :les morceaux de matière carbonée, ce qui com  bat toute tendance des particules     formant    ,le mélange de  coller les unes aux autres et     @de        s'agglomérer.    Une frac  tion substantielle de la chaleur nécessaire au     chauffage     du mélange et à son maintien à la température de ré  action est fournie par l'introduction d'un gaz contenant  de l'oxygène, en générai de l'air,

   en des     points        espacés     le long de la zone de réaction     gaz@solide.    Cet air produit  de la chaleur par réaction avec la matière carbonée pré  sente dans le mélange, et également avec le gaz com  bustible dégagé par le lit de mélange, ce gaz combusti  ble et les produits de combustion s'écoulant en général  à contre-courant par rapport à la direction d'avance de  la charge. Un supplément de chaleur peut être fourni  par un préchauffage de l'air ainsi introduit, par la cha  leur récupérée des fumées sortant par d'extrémité d'en  trée du procédé, au moyen d'un échangeur de chaleur.

    Les gaz chauds émis par .la zone de réaction gaz-solide-    liquide et s'écoulant à     contre-courant    par rapport à la  direction d'avance des matières, constituent     également     une source de chaleur pour la zone de réaction     gaz-          solide.    Un chauffage supplémentaire éventuellement né  cessaire peut être assuré par une source extérieure, en  des points espacés le long de la zone de réaction     gaz-          solide,    par exemple en admettant en ces points un com  bustible gazeux ou liquide avec une quantité -d'un gaz  contenant de l'oxygène suffisante pour la combustion du  combustible.  



  Le charbon, le charbon incomplètement brûlé ou le  coke de cokéfaction à basse température, qui contient  une forte proportion de matières volatiles et qui, en de  nombreuses régions, est meilleur marché et plus facile à  obtenir que les combustibles pauvres en matières volati  les, peuvent être utilisés le plus efficacement     ,lorsqu'ils     sont introduits dans le mélange en un ou plusieurs points  intermédiaires le long de la zone de réaction gaz-solide.  Les matières volatiles se dégagent à l'état gazeux au  cours du chauffage et brûlent avec le gaz contenant  de l'oxygène tout en s'écoulant en .direction de l'ex  trémité d'entrée du procédé, la chaleur ainsi produite  étant utilisée pour le chauffage et pour le maintien de  la température de réaction.

   Cette manière de procéder a  pour autre avantage qu'une quantité relativement faible  d'une matière hautement réactive accélère les réactions  productrices de fer, -diminuant ainsi le temps     nécessaire     à haute température et augmentant la productivité maxi  mum réalisable dans une installation donnée. Au cas où  la teneur en soufre des     pastilles    ou de la matière carbo  née est élevée, il peut aussi être avantageux d'ajouter un  supplément de matière absorbant le soufre en même  temps que la matière carbonée introduite tardivement,       les    particules de ces matières étant toutes pratiquement  dans les limites de grosseur définies précédemment pour  la matière carbonée et pour la matière absorbant le  soufre.  



  De même que la matière carbonée et la matière ab  sorbant le soufre, les matières d'alliage et les fondants  sont     généralement        introduits    dans le mélange le long de  la zone de réaction     gaz-soli@de,    dans le but d'influencer  les propriétés chimiques du laitier et du métal dans la  zone de réaction subséquente gaz-liquide du procédé.

   On  peut ainsi ajouter des morceaux de     ferromanganèse,    de       ferrosilicium,    de ferrochrome, de nickel métallique, de  calcaire, de dolomie et de carbone sous forme d'alliage  de     carbone,    de carbone cuit ou de graphite.     Evidem-          ment,    au cas où elles sont ajoutées avant la séparation  des matières fines, ces matières ajoutées doivent être  sous forme de fragments d'une grosseur au moins égale  à la limite inférieure :de .la grosseur des matières grossiè  res, afin qu'elles ne soient pas éliminées.

   Ces additions  peuvent également être effectuées après l'élimination des  matière fines, à un stade     ultérieur    du     procédé,    auquel  cas la limite inférieure de la grosseur des particules de  la matière ajoutée a moins d'importance. Cependant,  d'après la description ci-après d'un appareil pour la mise  en     oeuvre    du présent procédé, on verra que .l'addition de  grandes quantités de matières au procédé après l'élimi  nation des matières fines serait     difficile    à réaliser en  pratique.  



  Lorsque l'oxyde de fer contenu dans les pastilles a  été en grande partie réduit à l'état métallique, les matiè  res fines sont retirées de .la zone de réaction gaz-solide.  Ces matières retirées comprennent la majeure partie ou  la totalité de la matière carbonée et de la matière absor-           bant    le soufre non consommées, avec les petits fragments  de     pastilles    éventuellement produits par désintégration  des pastilles.

   Après avoir     été    retirées, ces matières fines  sont généralement refroidies sous une atmosphère non  oxydante ou trempées à l'eau, et le charbon incomplète  ment     brûlé    et les fragments de     :pastilles    sont récupérés  par     tamisage    humide et séparation magnétique. Le char  bon incomplètement brûlé est ordinairement renvoyé  dans la zone de réaction gaz-solide, de préférence après  séparation des particules très fines par tamisage, et forme  une proportion essentielle de la matière carbonée pré  sente dans le mélange en traitement.

   Les     fragments    de  pastilles peuvent être     rebroyés    et ajoutés au minerai ou  au concentré avant le pastillage, et être ainsi réintroduits  dans le produit sous     forme    de partie des pastilles ; ou  peuvent être utilisés tels quels ou après briquetage,  comme matière première pour d'autres fours de fabri  cation de l'acier ou de la fonte ; ou ils peuvent encore  être utilisés pour d'autres opérations métallurgiques, par  exemple la cémentation du cuivre.

   Les     particules    de  matière absorbant 'le soufre, qui consistent en     général     en chaux ou en     dolomie    hydratée très fine, sont géné  ralement abandonnées, car elles     contiennent    beaucoup  de soufre et n'ont pas grande valeur.  



  Les matières grossières, comprenant les pastilles, les  matières d'alliage et les fondants ajoutés avant l'élimi  nation des matières fines, sont retenues :pour la suite  du procédé, au cours de laquelle elles     sont    chauffées et  atteignent     urne    zone de réaction     gaz-sodide-liquide,    con  tenant un mélange partiellement fondu en contact avec  des gaz chauds, et dans laquelle ce mélange est     chauffé     jusqu'à ce que la fusion soit complète, ce qui     donne     naissance à deux phases liquides en contact étroit, une  couche supérieure de laitier et une couche inférieure  de métal ferreux liquide, ces deux phases liquides étant  ensuite introduites .dans une zone :

  de réaction     gaz-liquide.     La chaleur nécessaire à la fusion est de préférence four  nie en partie par les gaz chauds émis par .la zone de  réaction gaz-liquide et     s'écoulant    à contre-courant par  rapport à l'avance de la matière partiellement fondue,  et en partie par la combustion entre un combustible et  un gaz contenant de l'oxygène, introduits     directement     dans la zone de réaction     gaz-solide-liquide.    Il serait éga  lement possible d'introduire de la chaleur au moyen de  sources placées en des points espacés le long de la zone  de     réaction        gaz-solide-liquide    mais,

   comme cela ressor  tira de la description d'un appareil pour la mise en     oeu-          vre    du présent procédé, :la haute température du métal  liquide rend une telle disposition     :difficile    à réaliser en  pratique. Les matières d'alliage et les fondants pour  raient également être ajoutés directement dans la zone  de réaction     gaz-solide-liquide,    mais il est plus facile de  les ajouter dans la zone     @de    réaction     gaz-solide.     



  Il doit être compris que l'expression   zone de ré  action     gaz-:liquide      implique l'existence à l'intérieur de  cette zone de     réactions    liquide-liquide et gaz-gaz, ainsi  que de réactions gaz-liquide. De même, des réactions  auxquelles .ne participent que des solides et que des gaz  ont .lieu dans     7a    zone de réaction     gaz-salide.        L'exDres-          sion         gaz-.solide     implique donc seulement que l'état  physique des phases principales présentes     ales    matières  en traitement est solide ou gazeux,

   et l'expression       gaz-          liquide     qu'il est liquide ou gazeux. Dans la zone de  transition où la fusion a lieu, des gaz, des liquides et  des solides sont simultanément présents.  



  La nature des réactions     gaz-liquide    et la composition  du métal produit sont :principalement déterminées par    la quantité et la composition des matières retenues qui,  après fusion, forment les     constituants    du métal liquide et  du laitier.

   Bien que de l'oxyde -de fer pourrait encore  être réduit en fer métallique après l'élimination de la  matière carbonée, soit à l'état solide au moyen d'une  atmosphère réductrice, soit à l'état liquide au moyen  d'un laitier réducteur, une action précise sur la compo  sition du métal     fini    est     facilitée    par un haut degré de  métallisation du fer contenu dans .les     pastilles.    Il con  vient que le pourcentage de fer à l'état     métallique    soit  aussi constant que possible, et de     préférence    :supérieur  à 95%.

   La quantité et le type des     fondants    présents  déterminent la basicité et la fluidité du laitier; la quan  tité et le type des matières     d'alliage    déterminent la com  position de l'alliage et le degré d'oxydation du laitier  et du     .métal.    Un ajustage final de la composition du  métal peut être effectué par introduction supplémen  taire de matières     d'alliage    et de fondants     directement     dans le laitier et le métal liquide,     ordinairement    sous  forme finement divisée et près :de l'extrémité de sortie  de la zone de réaction     gaz-liquide,    ou après la sortie.  



  Dans la mise en     oeuvre    préférée du présent     :procédé,     les zones de     réaction        gaz-solide-liquide    et     gaz-liquide     sont très longues relativement à .leur section transver  sale. Les matières retenues sont     soumises    à une agitation  continuelle tandis qu'elles avancent continuellement le  long de ces zones.

   Par cette agitation, la transmission de  chaleur et les .réactions     chimiques    sont accélérées, une  ségrégation et un manque     -d'uniformité        @du    mouvement  du mélange le long de ces zones .sont .évités.     Grâce    au  maintien d'un     écoulement    continuel .des matières     .le    long  de ces zones, plusieurs stades du     .procédé    sont conduits  simultanément, ce qui évite les opérations     d'accumulation     ou de conservation     nécessitant        :

  des        récipients    et un appa  reillage de transfert     utilisés    pendant de brèves .périodes  à des capacités     dépassant    considérablement la produc  tion moyenne du procédé.  



  De préférence, une grande partie de la     chaleur    né  cessaire à la zone de réaction     gaz-liquide    est fournie par  une source de     cha.cur    à haute     température,    placée près  du point de sortie du métal et du laitier.

   La haute tem  pérature .peut être obtenue par :combustion d'un com  bustible avec de l'air     :préchauffé,    éventuellement enrichi  en oxygène, ou     grâce    à des moyens électriques d'éléva  tion de la température de la     flamme.    Les produits de  combustion s'écoulent à contre-courant par rapport à la       direction.    d'avance du métal liquide et du laitier, à tra  vers la zone de réaction gaz-liquide et jusque dans la  zone de réaction     gaz-solide-liquide.    Un     supplément        :

  de     chaleur pourrait être     fourni    en des points espacés le  long de la zone de réaction     gaz-liquide,    mais il est évi  dent qu'un tel chauffage .est     difficile    à réaliser     concur-          remment    à l'action de mélange et à     d'agitation.     



  Le métal liquide et le laitier sont généralement chauf  fés à une température comprise entre 1260 et 17050 C  avant la coulée, la température     !dépendant    de la nature  du métal et de son utilisation ultérieure. Il est préférable  que le métal soit coulé continuellement.

   La coulée du  laitier peut être limitée au moyen d'une barrière régla  ble obstruant l'orifice de coulée du laitier, ce qui permet  d'agir sur l'épaisseur de la couche de laitier ,liquide en  contact avec le métal à l'intérieur de la zone de réaction       gaz-liquide.    Le métal liquide et le laitier peuvent être  coulés ensemble et séparés après la coulée; ou le métal  peut     être    soutiré séparément par     siphonage,    ou     retiré     séparément de la zone de réaction     gaz-liquide    à     inter-          vadles    réguliers.

   Le métal peut être moulé directement      après     la    séparation du laitier, ou il     peut    être coulé dans  un four ou une     lingotière    pour être coulé ultérieurement  dans des moules, ou il peut être moulé en continu.  



  La     fig.    2 représente un four rotatif pour la mise en       aeuvre    du procédé décrit précédemment. Le corps de ce  four est formé d'une enveloppe cylindrique en acier qui,  à l'exception d'une zone relativement petite, à l'empla  cement de la section de tamisage 13, est doublé d'une  matière réfractaire 5.

   Cette doublure réfractaire peut  consister en plusieurs couches, par exemple une couche  interne d'une matière robuste et résistant bien à la cha  leur, à l'abrasion et à     Vattaque    chimique, et une couche  externe, adjacente au cylindre 1, consistant en une ma  tière isolante, s'opposant à la fuite     @de    chaleur de l'inté  rieur .du four vers-la paroi extérieure, et par suite dans       l'atmosphère.     



  Le four est entièrement supporté par des couronnes 3,  reposant sur des     tourillons    de four     rotatif    de genre usuel,  montés sur des supports 2, et est entraîné en rotation à  un nombre déterminé de tours par minute, par un mo  teur et un train d'engrenages réducteur, dont le dernier  engrène avec une couronne dentée 7, fixée à l'enveloppe  du four. Ce dernier est     généralement    incliné sur l'hori  zontale, afin que les matières traitées     s'écoulent    par gra  vité de l'extrémité d'entrée vers l'extrémité de coulée  pendant la rotation du four.  



  Seules -des matières solides 9 .sont contenues dans la  zone de réaction gaz-solide, qui s'étend entre un dispo  sitif d'alimentation 6, à l'extrémité d'entrée, et un point  situé sur le côté aval d'un étranglement 18, où .débute  la zone de réaction     gaz-solide-liquide,    qui contient des  matières en traitement solides et liquides 12. La zone de  réaction     gaz-liquide,    qui s'étend jusqu'à l'orifice de cou  lée 19, ne contient que des matières en traitement liqui  des 15. Le laitier et le métal .peuvent être séparés l'un  de l'autre après la coulée par un -dispositif 20 de sépa  ration du laitier.

   Pratiquement, seules les matières gros  sières sont retenues     .dans    la zone de réaction gaz-solide  et progressent     jusqu'à    la zone de réaction     gaz-solide-          liquide,    alors que les matières fines sont évacuées à tra  vers le     dispositif    de     tamisage    13 et sont .recueillies dans  un récipient 14.  



  Un dispositif d'alimentation 11, pour la matière car  bonée et la matière absorbant le soufre, et un dispositif  d'alimentation 16, pour les matières d'alliage et les fon  dants, sont .prévus pour l'introduction des matières soli  des dans le mélange en traitement, en -des points inter  médiaires le long de la zone de réaction     gaz-solide.    Le  combustible et le gaz contenant .de l'oxygène, nécessaires  au maintien :

  des températures voulues et de la compo  sition voulue du gaz à l'intérieur des zones, sont     iniec-          tés    .dans la zone de réaction     gaz-liquide    par un brûleur  22 d'extrémité de coulée, dans la zone de réaction     gaz-          solide-liquide    par un brûleur 17, et en des points espacés  le long de la zone de     réaction        gaz=solide    par des brû  leurs 10.

   Les gaz de combustion sont évacués, à travers  la tête 8 du four,     supportée    par un     câble    4, dans un  canal d'évacuation approprié, sous aspiration comman  dée par des moyens usuels, par exemple un ventilateur  de tirage forcé et des persiennes de réglage du débit, non  représentés. Un trou de coulée 21, pour l'évacuation du  métal et du laitier contenus dans la zone de réaction  gaz liquide, est également prévu.  



  Bien que le four puisse être de longueur et ide dia  mètre variables, les longueurs de 60 à 120 m et les dia  mètres de l'enveloppe de 3 à 5 m peuvent être indiqués  à titre d'exemple pour une installation     industrielle.    Le    diamètre peut également varier le long du four, par  exemple le diamètre de la zone de réaction gaz-liquide  pourrait être plus petit que le diamètre .de la zone de       réaction    gaz-solide, afin de diminuer la quantité de métal  contenu à l'état liquide et diminuer le temps de séjour  du métal liquide dans le four. Le corps du four peut  être en une seule pièce, ou il peut être formé par     assem-          blage    de deux ou plusieurs sections séparées.  



  Le revêtement réfractaire le long de la zone de ré  action     gaz-liquide    est en une matière connue en sidérur  gie pour sa résistance au métal liquide et au laitier. Des       écrans    ou des cloisons de brassage, ancrés à l'intérieur  de la zone de réaction gaz-solide, peuvent     êrte    employés  pour     accélérer    la transmission de chaleur entre les gaz et  les matières solides, comme c'est le cas dans certains  fours et     séchoirs    rotatifs connus.

   Ces     chicanes    peuvent  également     servir    à maintenir un mélange intime entre les  différents fragments des matières formant le mélange en  traitement ou à aider l'avance -du mélange     @solide    le long  de la zone de réaction     gaz-solide.     



  L'angle d'inclinaison de l'axe du four sur l'horizon  tale le plus     satisfaisant    est probablement compris entre  1 et 20, bien qu'un four     comportant    des écrans destinés  à faire avancer la charge le .long de la zone .de réaction       gaz-soliide    pourrait être horizontal. La vitesse de rota  tion est généralement comprise entre 0,25 et 2     t/mn,    et  est de préférence de 1     t/mn.     



  Le mélange des matières premières     est    introduit dans  le four au moyen du     @dispositif    d'alimentation 6, et  avance     continuellement,    sous l'influence de la gravité et  de la rotation du four, le long de la zone de réaction     gaz-          solide,    dans     laquelle    il est chauffé, et il réagit à     l'état          solide.    Le mouvement rotatif des parois du four assure  également un mélange et un mouvement continu entre  les morceaux à l'intérieur du lit, ce qui combat toute  tendance des morceaux à     coller    les uns aux autres et à  s'agglomérer,

   et contribue à l'uniformité de la trans  mission :de chaleur et des     réactions    chimiques entre les  gaz et la charge. Des     quantités        déterminées    d'un gaz  contenant de l'oxygène, généralement -de l'air préchauffé,  et d'un combustible fluide sont introduites si néces  saire dans le four en des points espacés le long de la  zone de réaction     gaz-solide,    au moyen des brûleurs 10.  



  La fié. 3 représente un brûleur monté dans l'enve  loppe,     destiné    à l'introduction d'un combustible et d'un  gaz contenant de l'oxygène dans le four. L'alimentation  en air se fait par des tuyaux 23 et l'alimentation en com  bustible gazeux par des tuyaux 24, munis de vannes de  commande individuelles pour chaque brûleur et qui sont  fixés à l'enveloppe du four et tournent avec elle. Le tube  externe 27 du brûleur, formé d'un alliage réfractaire,  passe par une ouverture 26 ménagée dans l'enveloppe  métallique et le revêtement réfractaire du four.

   La cham  bre externe 33 du brûleur est fixée à     l'enveloppe    du four  par son extrémité à bride 25, au moyen de boulons ou  de vis, qui ont     également    pour fonction de maintenir le  tube externe 27 du brûleur solidement en place. Pour  permettre un démontage facile du brûleur lorsqu'une  réparation ou un remplacement est nécessaire, la section  31     d'éjection    d'air     est    fixée au tube externe 27 par des  brides 34,     comportant    des boulons ou des vis. Le tube       interne    32 et la tubulure d'éjection de gaz 30 sont cen  trés à l'intérieur du tube 27 et de l'ajutage à air 31, au  moyen de bagues de centrage 28 et 36, respectivement.  



  Pour éviter -un colmatage par les matières en traite  ment, pour assurer une distribution uniforme de 1a  flamme sur la périphérie du four et pour éviter un im-           pact    direct de la flamme sur les parois du four, les     aju-          tages    des brûleurs sont de préférence situés au voisinage  de l'axe du four et sont dirigés le long de cet axe. Le  brûleur représenté à la     fig.    3 projette une flamme dans  les deux sens, à contre-courant et à     co-courant,    par rap  port à la direction générale des gaz à l'intérieur du four.

    Parmi les avantages de la flamme     bidirectionnelle,    on  peut citer une moins grande vitesse de la flamme, qui  réduit les possibilités d'un     impact    direct de la flamme  sur les parois du four, et un     accroissement    de la turbu  lence des gaz à l'intérieur du four, qui a pour effet d'ac  célérer les réactions     gaz-solide.     



  Une variante de brûleur     avec    ajutage unidirectionnel  est représentée à la     fig.    4. Cette variante est semblable  par ailleurs au brûleur représenté à la     fig.    3 et peut être  orientée dans l'un ou l'autre des sens de l'axe. Un brû  leur consommant un combustible liquide serait sembla  ble, sauf qu'il comprendrait un ajutage d'atomisation du  combustible du même genre que ceux utilisés dans les  brûleurs à huile connus.  



  Le four doit pouvoir permettre un réglage précis des  températures. Les températures sont mesurées au moyen  de thermocouples qui traversent des ouvertures prati  quées dans le four, ces     thermocouples    étant connectés à  des enregistreurs de température par l'intermédiaire de  bagues collectrices rotatives, qui sont en contact avec  des brosses fixes. Ces dispositifs étant bien connus, ils  n'ont pas été représentés. Les vannes individuelles de  réglage des débits du combustible et d'air dans les brû  leurs, non représentées, sont réglées en     fonction    .des lec  tures de température.  



  La     fig.    7 représente la tête .du four, avec les dispo  sitifs d'alimentation. Un combustible fluide, par exem  ple du gaz naturel, provenant d'une source extérieure  par l'intermédiaire d'un tuyau flexible fixe 37, traverse  un distributeur annulaire, coaxial au four, comprenant  un ou plusieurs conduits 45, une partie fixe 38, solidaire  de la tête fixe 41 du four, et un conduit distributeur an  nulaire 46, coaxial au four et situé dans une partie rota  tive 39. A la sortie du conduit 46, le combustible tra  verse des raccords rotatifs 40 pour pénétrer dans des  tuyaux 24     d'alimentation    des brûleurs en combustible,  qui tournent également avec le four.

   Un joint, entre les  faces fixe et tournante, qui empêche une fuite de com  bustible fluide hors du distributeur, est réalisé par deux       surfaces    de joint coaxiales, une surface de joint interne  42 et une surface de joint externe 43, ces surfaces étant  rainurées et recevant continuellement une graisse     d'étan-          chéification.    Une pression uniforme peut être maintenue  entre ces     surfaces    de joint au moyen de câbles 4, fixés  à la tête 41 du four et à     des    contrepoids, et passant sur  un système de poulies non représenté. Ces faces de joint  graissées sont refroidies par un manchon à eau 44, mé  nagé à l'intérieur de la partie fixe de la tête.  



  Le gaz contenant de l'oxygène, par exemple l'air,  est de préférence préchauffé par passage à travers un  échangeur de chaleur, ce qui permet de transférer à  l'air jusqu'à 75 % de la chaleur contenue dans les gaz  sortant du four. L'air préchauffé est amené par l'inter  médiaire d'un tuyau fixe flexible 47. dans une partie  fixe 48, puis traverse une partie rotative 49, raccordée à  un tubs axial rotatif 50 qui traverse une ouverture 55  de la tête du four sans entrer en contact avec elle. et qui  aboutit dans un conduit annulaire rotatif 68 de distribu  tion de l'air, monté sur la surface externe de l'enveloppe  du four et tournant avec ce dernier, l'air sortant de ce  conduit pénètre dans des tuyaux à air     rotatifs    23.

   L'étan-         chéité    entre la partie fixe et la partie rotative est réalisée  au moyen de surfaces rainurées et     lubrifiées    51, refroi  dies par un     manchon    à eau 52, ou par des moyens  d'étanchéité     équivalents    connus.

   Pour assurer le main  tien de la pression de contact uniforme requise entre ces       surfaces        d'étanchéité,    la partie fixe 48 peut être suspen  due par un système de câbles et de contrepoids sem  blable au système employé pour la tête du four, ou elle       peut    être montée sur des galets qui roulent sur des voies  parallèles à l'axe du four, la pression nécessaire à  l'étanchéité du joint .étant créée par des poulies et des  contrepoids ou par des ressorts. Le tube axial 50 est  maintenu     dans    :sa position     centrale    à l'intérieur du four  au moyen d'une barre de support 53, et à .l'extérieur de  la tête du four au moyen de rouleaux 54 réglables en  position.

   Une fuite éventuelle de gaz ou d'air à travers  l'ouverture 55 de la tête du four est     empêchée    .par un  rideau d'obturation 56 d'air ou d'un autre gaz à grande  vitesse. Ce rideau de gaz est     émis    par un tuyau distribu  teur annulaire 57, alimenté en air ou en un autre gaz  sous pression par l'intermédiaire .d'un tuyau d'alimenta  tion de gaz comprimé 72. Le distributeur annulaire 57  entoure le tube rotatif axial 50 et .est percé d'une fente  continue 58 de largeur réglable, qui pourrait être rem  placée par une multiplicité d'ajutages     rapprochés,    et qui  est dirigée vers l'intérieur et contre la     surface    extérieure  du tube axial 50.

   Comme les gaz de combustion qui se  trouvent à l'intérieur de la tête du four circulent à une  vitesse appréciable dans une     direction    tendant à les faire  sortir par l'ouverture 55, une fuite éventuelle se pro  duirait vers l'extérieur. Par conséquent, le gaz d'obtura  tion à grande vitesse, tout en étant dirigé vers l'inté  rieur, contre l'axe du four, est également dirigé vers l'ex  trémité de coulée du four, suivant un angle aigu par  rapport à l'axe du four. En plus de l'air préchauffé  admis au moyen du dispositif     susdécrit,    il peut être dési  rable dans certains cas d'introduire :de l'air dans le four  au moyen de ventilateurs montés sur l'enveloppe du  four et tournant avec     celle-:ci.     



  Un     écoulement    non turbulent des gaz de combustion  sortant du four peut être maintenu grâce à une section  conique 59 en matière réfractaire et une bague de rete  nue 60,     fixée    à l'extrémité de l'enveloppe du four. Pour  éviter des pertes de chaleur excessives par la tête du  four, cette dernière est de     -préférence    :doublée d'un revê  tement réfractaire isolant 61. Lorsque de l'air     préchauffé     est employé, le conduit 68 de distribution d'air     -et    les  tuyaux à air 23 qui s'étendent le long     @de        l'enveloppe    du  four devraient également être isolés.

   Une liaison étanche  entre la tête .du four 41, suspendue librement, et le con  duit fixe 62 d'évacuation     des    gaz, est assurée au moyen  d'un joint d'eau 63.  



  Lorsque les     pastilles    sont     introduites    dans le four à  l'état humide ou séchées après le pastillage, sans dur  cissement intermédiaire par grillage,     elles    sont très sen  sibles au choc. Un maniement de ces     pastilles    sans pré  caution avant et pendant le chargement peut entraîner  un bris ou un affaiblissement des     pastilles,    ce qui pro  voque leur désintégration en fines pendant leur traver  sée de la zone de réaction     gaz-solide    et a pour consé  quence qu'elles traversent .le     dispositif    de tamisage avec  la matière carbonée et la matière absorbant le soufre en  excès et sont ainsi éliminées.

   Une telle désintégration  peut être combattue en limitant la hauteur maximum de  chute des     pastilles    aux points de transfert, pendant leur       transport    et leur introduction dans le four, de     préférence         à une valeur     maximum        d'environ    15 cm, et     certainement     inférieure à 30 cm.  



  Une introduction sans heurt des matières premières,  notamment des pastilles, est obtenue     grâce    à un tube       d'alimentation    rotatif 64.     Ce    tube     d'alimentation    est  maintenu à frottement dur     desserrable    dans un man  chon 65, monté à rotation dans un palier 69 à rouleaux  66, de manière à empêcher un mouvement radial et axial  du tuyau d'alimentation pendant le fonctionnement. Le       palier    69 est monté sur une console 67,     fixée    à la tête  du four.

   Le tube     d'alimentation    64 est entraîné en rota  tion, de préférence à une vitesse variable et réglable, :par  un moteur 70, relié à des engrenages 73 ou à une autre       liaison    d'entraînement appropriée. Le tube d'alimentation  traverse la paroi de la tête du four par une ouverture  pourvue d'un dispositif 71 d'obturation à rideau de gaz  ou d'air, semblable au dispositif     d'obturation    56, 57, 58  et 72 destiné à obturer l'ouverture de passage du tuyau  d'alimentation d'air du four. Les matières premières sont  introduites     dans    le tube d'alimentation 64 au moyen d'un  couloir conique (non représenté) incliné d'un angle un  peu plus grand que l'angle de frottement ou angle de  repos des matières.

   Pour éviter un     déséquilibre    de l'en  semble de la tête .du four, qui entraînerait un défaut  d'égalité des pressions autour de     la        circonférence    des  faces de joint 43 et 44, le     centre    de gravité du dispositif       susdécrit    est de préférence aligné verticalement sur l'axe  longitudinal du four.  



  Ce dispositif     d'alimentation    a pour     particularité    es  sentielle de     permettre    une limitation précise de la vitesse  d'avance de la charge le long du tube,     ce    qui empêche  un choc     brusque    causé par une vitesse trop grande au  point de décharge 74.

   L'angle     d'inclinaison    du tube  d'alimentation 64 sur     l'horizontale    ne doit     dépasser    ni  l'angle de repos des matières, ni l'angle de frottement  du tube avec les matières, et est en général inférieur à       30o.    Le débit     d'alimentation    peut alors être réglé dans  un large intervalle par variation .de la vitesse de rota  tion du tube. La hauteur de chute après décharge peut  être     strictement    limitée par 4e choix     approprié    de l'em  placement de l'extrémité de     sortie    74 du tube.

   Comme  représenté à la     fig.    8, cette extrémité de décharge 74 est       située    à proximité de la paroi interne, sur le côté du  four qui est opposé au côté     contenant    la plus     grande          partie    de la charge 125,     ce    qui     permet    de limiter la hau  teur de chute maximum en limitant la distance entre  l'extrémité de décharge et la     paroi.    Dans ces conditions,  la charge ne tombe que d'une faible hauteur, -et elle ren  contre la paroi     descendante    du four sous un angle obli  que,

   en     sorte    que les     pastilles    ne subissent pas de choc  brusque. Le point 1e plus proche de la circonférence  interne du tube d'alimentation à son     extrémité    de dé  charge est de préférence distant de moins de 30 cm de  la paroi du four, ce qui évite des chutes importantes.

   La  hauteur de chute .peut être encore diminuée en faisant  tourner le tube en sens contraire du sens de rotation du  four, comme indiqué par les flèches 76 et 94     respective-          ment,    ce qui a pour     effet    de faire sortir les     matières    du  tube     principalement    par le quadrant de ce :dernier qui est  le plus proche de la paroi du four.     Le    dispositif ci-dessus       permet    de régler la hauteur de chute indépendamment  du degré de     remplissage    du four par la charge, tout  danger d'obstruction du tube :

  d'alimentation parla charge  est     écarté,    et le tube peut être nettoyé, retiré ou rem  placé     facilement    en cours d'opération.  



  La     fig.    9 représente en     détail    un dispositif de char  gement 11, visible sur la     fig.    2, pour l'introduction dans    la zone de     réaction    gaz-solide d'un supplément de ma  tière     carbonée    et de matière absorbant le soufre, et un       dispositif    de chargement 16 pour .les matières d'alliage et  les fondants ajoutés dans la zone de réaction     gaz-liquide.     Ces matières peuvent être     introduites    dans une     trémie    à       cuiller    75,

   qui     ramasse    la matière dans un tas ou dans  une trémie disposée sous le four, ou     elle    peut     "être    intro  duite par gravité à partir d'une     trémie    externe, confor  mément aux moyens connus d'alimentation des fours  rotatifs.

   Au moment où la trémie 75 s'approche du som  met de son parcours, une vanne obturatrice 77 est ou  verte vers     l'intérieur    par un levier de connexion 79 et un  galet 80, qui est poussé en position d'ouverture, proche  de l'enveloppe du four, par son contact avec une surface  de     came    fixe 81, ce qui permet à la matière de tomber  dans le four à travers un tuyau     d'alimentation        interne     82.

   Pendant le reste, ou da majeure partie,     @de    la     rotation     du four, la vanne d'obturation est maintenue en position  de fermeture par une charnière à     ressort    78, ce qui em  pêche pratiquement l'échange des gaz entre     l'intérieur    du  four et     l'atmo:sphère    ambiante. De préférence, le tuyau  d'alimentation interne 82 s'étend jusqu'aux environs de  l'axe du four,     afin    qu'il ne soit pas recouvert par le     lit     des matières en traitement pendant une fraction de la  rotation du four.  



  Avant la sortie des matières en traitement de la zone  de réaction gaz-solide, la matière carbonée en excès et  la matière absorbant le soufre sont éliminées au moyen  du dispositif de tamisage 13, représenté en :détail dans  les     fig.    5 et 6. Dans cette     section,    la circonférence du  four est formée de     plusieurs    segments 83 de     support    de  tamis, qui sont fixés, .par des boulons ou d'autres orga  nes de fixation démontables, à des brides 84 de l'enve  loppe du four.

   Ces segments sont fermés aux deux extré  mités par :des plaques radiales     terminales    85, destinées  à     empêcher    un libre passage des gaz     circulairement    entre  les cavités fermées 90 des segments 83 de     support    de  tamis, et à conférer au four la frigidité nécessaire dans  la ,section de tamisage comprise entre les brides 84 de  l'enveloppe. Des     segments    de tamis 86, à travers lesquels  les matières fines sont évacuées -du four, sont montés sur  des brides 87 des     supports    de tamis, le long du rayon  intérieur des segments 83 -de support de tamis, et sont  fixés au moyen d'organes de fixation démontables.

   Le  long du .rayon extérieur sont     montées    des plaques de cou  verture amovibles 88 et des portes d'évacuation 89 qui,  en position de     fermeture,        empêchent    le libre passage des  gaz entre la cavité 90 du segment de support et l'atmo  sphère ambiante. Les portes d'évacuation 89 sont main  tenues     en        position.    de fermeture par     des    charnières à  ressort 91, dont la     partie    tournante présente un prolon  gement auquel sont fixées des biellettes de connexion 92  et des     galets    93.  



  Tandis que le four tourne dans la direction de la flè  che 94, les segments de tamis 86 passent sous, -et     -en          contact    avec, .le lit de matières en traitement, qui s'élève  jusqu'au niveau de la     ligne    en     pointillé    95. Les matières  plus fines que les ouvertures du tamis peuvent .passer       dans    les cavités 90 des     segments    83 de support de tamis.

         Lorsqu'un    segment de     tamis    86 est entièrement     .recouvert     par les matières en traitement, la porte d'évacuation 89  est amenée en position d'ouverture par la coopération  entre le galet 93 et une surface de came, éventuellement  montée .sur un ressort, ce qui permet aux matières fines  de sortir par la porte pour tomber, par exemple, dans  une cuve d'eau de refroidissement.

       Pendant    que l'extré-           mité    avant 97 du segment de tamis 86 est encore     recou-          verte    par les matières en traitement, la porte     est    libérée,  en sorte     qu'elle    peut se former sous l'action de la char  nière à     ressort    91.

   Ainsi, le dit des matières en traite  ment     empêche    un libre passage -des gaz entre le four et  l'atmosphère ambiante pendant la partie du tour où les  parties fines :sont évacuées,     grâce    à quoi tout risque de       perte    .de gaz combustible,     ide        réoxydation    -du fer métal  lique en oxyde de fer ou d'un mauvais réglage de la  composition de l'atmosphère du four est     écarté.     



       Les    segments de tamis 86 consistent généralement en  un treillis fin     supporté    par des fils de raidissement     sous-          jacents    de plus forte     section,    ou en     uneplaque    à perfo  rations, lisse sur ;sa surface     interne,    et dont les perfo  rations ont des     bords        vifs    à     angle    aigu pour prévenir un  colmatage des ouvertures du tamis.

   Un dispositif     m6ca-          nique    de     décrassage    du tamis, par exemple des vibra  teurs     électromagnétiques    ou pneumatiques fixés aux seg  ments de tamis, ou     des        jets    de gaz à grande vitesse diri  gés contre la     surface    externe des segments de tamis en  des points espacés, peuvent aussi être employés si né  cessaire. Tout l'ensemble est de préférence construit en  un alliage métallique réfractaire, par exemple en acier  inoxydable 310, afin     qu'il        puisse    supporter les hautes  températures.  



  Lorsque les matières fines ont été extraites du four,  le reste des matières solides en traitement, consistant en  pastilles et, ordinairement, en matières d'alliage et en  fondants, passe par-dessus le bord 98 de     l'étranglement     18, sur le côté aval duquel débute la zone de réaction       gaz-solide-liquide,    contenant le mélange des matières en  partie .solides et en partie liquides. Afin d'éviter un ra  mollissement et un collage     des    pastilles pendant leur  passage par-dessus le bord 98 de l'étranglement 18, ce  bord 98 est étroit, en sorte que les matières retenues  dans le four le franchissent rapidement.  



  Pour éviter qu'il se forme dans le four une zone .dans  laquelle le mélange n'a fondu que jusqu'au point de  devenir collant, ce qui le ferait s'agglomérer et     coller    aux  parois, l'angle d'inclinaison du four, la hauteur de d'ori  fice de coulée 19 au-dessus du fond du four et la dis  tance entre l'étranglement 18 et l'orifice de coulée 19  sont de préférence choisis de manière à maintenir une  profondeur     appréciable    :de métal liquide contre le côté  aval 99 de l'étranglement 18.

   Ainsi, les matières solides  en cours de fusion sont     immergées        dans    un bain lubri  fiant de métal liquide, ce qui prévient toute tendance de  ces matières à adhérer aux parois du four en renouve  lant leur revêtement de métal liquide et de laitier pen  dant que le mélange solide-liquide est brassé par le mou  vement de rotation de la paroi.  



  Le four     comporte    un brûleur 17 de construction spé  ciale, destiné à fournir la chaleur     nécessaire    à la fusion  et .à ajuster la composition du gaz au voisinage de la  transition entre la zone de réaction gaz-solide et la zone  de     réaction        gaz-solide-liquide.        Ce    brûleur peut être d'un  type semblable à celui des autres brûleurs     montés    dans  l'enveloppe, mais il comporte en plus un ou plusieurs  conduits d'admission de combustible supplémentaires  pour l'introduction d'un excès de combustible par rap  port à celui     nécessaire    au chauffage,

   afin de créer une  atmosphère non oxydante au voisinage de la .section de  tamisage et de refroidir, si nécessaire, les gaz chauds qui  passent de la zone     gaz-solide-liquide    à la zone gaz  solide. Les     fig.    5 et 6 représentent en détail ce brûleur  17, monté à     l'emplacement    de la section :de tamisage et    dirigé en     partie    vers la zone de réaction     gaz-solide-          liquide    pour fournir le     supplément    de chaleur     nécessaire     à la fusion.

   La chambre externe 33 du brûleur est fixée,  au moyen d'une plaque de     raccordement    105, à la cir  conférence externe de l'un des segments de support de  tamis 83. La     cavité    106, comprise entre la     surface    interne  du segment de support de tamis et le tube externe du  brûleur, est de préférence     remplie    d'une matière réfrac  taire.

   Le combustible     supplémentaire    est amené par une       conduite        d'alimentation    100 commandée par une     vanne,     traverse le tube interne 101 du brûleur et est :dirigé, par  un     orifice        d'éjection    102, contre une plaque     déflectrice          circulaire    103, de forme     plate    ou bombée,     fixée    au brû  leur par des barres de fixation 104.

   Le combustible est  dirigé en direction     approximativement    radiale et est dis  tribué presque uniformément .sur la     circonférence    du  four,     interceptant    les gaz     passant    de la zone de réaction       gaz-sodide-liquide    à la zone de     réaction        gaz,solide,    et  réagissant avec ces gaz.

       Ainsi,    les gaz presque neutres  ou     faiblement    réducteurs, et très chauds, provenant de  la zone de réaction     gaz-solide-liquide,        réagissent    en for  mant les gaz plus fortement réducteurs et plus froids qui  sont nécessaires dans .la .zone de réaction     gaz-solide.     



  En plus de la chaleur fournie à la zone de réaction       gaz-solide-@liquide    par le brûleur 17 .pour aider à la fu  sion, la     source    principale de chaleur pour les     zones    de  réaction     gaz-liquide    et     gaz-solide-liqui.de    est fournie par  le brûleur 22     (fig.    2), placé à l'extrémité de coulée du  four dans l'orifice principal de coulée .du métal et dirigé  vers     l'intérieur    du four et au-dessus de la surface du lai  tier. Ce brûleur est     visible    en     détail    dans les     fig.    10 et  11, représentant l'extrémité de sortie du four.

   Comme ,le  métal et le laitier se trouvent à une haute température,  de l'ordre, par exemple, de 1650  C, et pour obtenir des  taux de transmission de chaleur     suffisamment    élevés et  un bon rendement     d'utilisation    du combustible     dans    la  zone de réaction gaz-liquide, il est désirable que la tem  pérature de la flamme     d    e ce brûleur soit élevée, de pré  férence supérieure à 22000 C.

   Pour élever la tempéra  ture de la     flamme,    l'air de combustion peut être pré  chauffé dans un     échangeur    :de chaleur séparé, ou     il'peut     être enrichi en oxygène.     Les    méthodes faisant     appel    à  l'énergie     électrique    peuvent aussi être employées mais,       comme    ces méthodes sont très coûteuses, elles ne sont  probablement pas désirables économiquement dans la  plupart     des    régions.

   Le combustible est un     fluide,    de pré  férence liquide ou gazeux, et ;peut     consister    en gaz     natu-          rel,        en    gaz de four à coke ou en huile ide     chauffage,    ou       encore    en une     matière        carbonée    finement divisée, entraî  née et injectée.

   L'air     préchauffé    ou     enrichi    en oxygène  et le combustible sont amenés     dans    la chambre externe  111 du brûleur par     un    tuyau     flexible    110     d'alimentation     d'air et par un tuyau 115     d'alimentation    de combustible.  Le combustible et l'air sont maintenus séparés jusqu'au  voisinage de     l'orifice    du brûleur, et le mélange et     la     combustion se produisent dans une zone de     flamme    al  longée<B>116,</B> en avant de     l'orifice        -d'éjection    du brûleur.  



  Pendant que le     métal    liquide et de laitier se' forment  et avancent le long de la zone ide réaction     !gaz-liquide,        la     paroi     réfractaire    en rotation     @    exerce une action de mé  lange continue augmentant ainsi les taux de transmission  de chaleur     des    produits de     combustion    gazeux     chauds     au métal, augmentant les     vitesses des        réactions        chimiques     entre le métal et le laitier,

   et     combattant    la séparation  des constituants     contenus    dans le métal et dans le bain  de     laitier.    Dans un tel four, duquel le liquide     s'échappe     en débordant par-dessus une ouverture     resserrée,    le lai-           tier        tendrait    à traverser la zone :de réaction gaz-liquide  plus rapidement que le métal, en sorte que la profondeur  du-laitier serait     insuffisante    pour des réactions de raffi  nage correctes.

   Si, par exemple, .le niveau 107 du laitier  et le niveau 108 du métal sont tels que représentés à la       fig.    10, le débit du laitier à travers l'ouverture de cou  lée 19, et par conséquent la quantité de laitier dans le  courant de     liquide    coulé 109, peut être limité au moyen  d'un barrage à laitier 119, réglable en position, qui res  serre le     passage        limitateur    de débit 120. Par ce moyen,  on peut aussi éviter toute perte de fondant en augmen  tant le temps de séjour moyen des constituants du lai  tier dans la zone de     réaction    gaz-liquide.  



       Le    barrage à laitier 119 peut consister en une matière  réfractaire ou en une enveloppe de matière résistant à  la chaleur refroidie par l'eau, et est réglable par dépla  cement     del'ensemble    du brûleur. A cet     effet,    ,le brûleur  est monté sur un chariot 139, comportant des roues 141  circulant sur des voies 138.

   Pour régler la position axiale  du brûleur, on     modifie    la     distance        entre    un galet 142 et  le chariot 139 par mouvement de patins 143 sur une  voie 144, et en     direction    verticale par une rotation limi  tée autour d'un pivot 128, ces mouvements étant effec  tués au moyen de cylindres hydrauliques 140 ou d'un  moyen mécanique équivalent. Le contact entre le galet  142 et le four peut être maintenu au moyen de contre  poids fixés au chariot par un câble passant .sur des     @    pou  lies. Cette disposition permet également de retirer facile  ment le brûleur du four, pour les réparations ou pour  accéder à l'intérieur du four.  



  Pour empêcher le libre passage des gaz à- travers l'ou  verture     resserrée    19, un rideau d'obturation d'air ou de  gaz, semblable en     principe    aux dispositifs 56,     @57,    58 et  72, peut être utilisé. Un tuyau distributeur     annulaire    122,  alimenté en air ou en un autre gaz sous pression par un  tuyau d'alimentation 126, est fixé à l'enveloppe externe  du manchon à eau par un diaphragme annulaire.

   Comme  la zone de réaction gaz-liquide     fonctionne    normalement  sous une pression légèrement inférieure à la pression  atmosphérique, la fente annulaire 121 est dirigée suivant  un angle aigu contre les parois internes de l'orifice de  coulée, et     les        rencontre    en     -direction    opposée à celle du  courant d'air     ambiant    vers l'intérieur du four qui se pro  duirait en l'absence de ce dispositif.  



  Si nécessaire, la surface     interne    de     l'orifice    de cou  lée 19 peut être     chauffée,    pour prévenir toute tendance  du laitier ou du métal à se solidifier et à adhérer à .la  matière réfractaire, en dirigeant des brûleurs contre cette       surface        interne.    De préférence, ces brûleurs sont     placés     de manière à chauffer un     segment    :

  de     l'orifice    19 qui est  adjacent au     courant    -de métal 109, afin de     chauffer    la       surface    de la matière réfractaire juste avant son contact  avec le     métal    liquide.

   A titre de variante,     la        surface    de  l'orifice de coulée peut être     chauffée    au moyen de résis  tances     électriques    noyées dans la matière réfractaire.     Le     tungstène, le molybdène et .le carbure de silicium sont  des     exemples    de matériaux appropriés pour ces corps  de chauffe, et la magnésie et l'alumine très pures pour  la matière réfractaire -de     l'orifice,    dans laquelle     :ces    corps  de     chauffe    sont noyés. Ces derniers peuvent être alimen  tés en énergie électrique de manière connue, au moyen.

    de brosses fixes en contact avec des bagues collectrices  fixées à l'enveloppe du four et tournant avec     celle-ci.     



  L1 peut aussi être désirable d'injecter des matières       d'alliage    et des     fondants    finement divisés, par exemple  carbone, aluminium, carbure de calcium et     ferrosilicium,       sur la surface du laitier ou dans le bain de métal, pouf  agir sur la composition du métal liquide. A cet effet, on  peut utiliser une ou plusieurs lances     d'injection    124, de  construction     connue    et généralement refroidies par l'eau.

    La matière à injecter est entraînée et injectée sous pres  sion de manière     connue    au moyen de la lance à injec  tion 124, pourvue d'un orifice d'éjection 125 qui peut  être dirigé sur la surface du laitier ou être     immergé        dans     le bain, à travers le laitier. Des additions par injection       peuvent    également être     effectuées    au métal liquide, après  la coulée et avant le moulage.  



  La construction du brûleur est représentée en détail  à la     fig.    11, qui est une coupe transversale du brûleur  22 passant par le plan du barrage à laitier 119.     Le    com  bustible fluide est     amené    à l'orifice du brûleur par un  tube interne à combustible 112, et le gaz contenant de  l'oxygène est amené le long d'un manchon à air 113  délimité par un tube à air 114. Afin de pouvoir être  alimenté en air chaud, le brûleur comporte un espace  annulaire isolant 117, qui s'oppose aux pertes de cha  leur causées par l'eau de refroidissement circulant dans  un manchon à eau 118.

   L'eau fraîche est amenée à l'ori  fice du brûleur par quatre tuyaux à     eau    123, et elle re  tourne par le     manchon    à eau 118. Le barrage à     laitier     119 est fixé au tube externe du brûleur par :des pattes  de fixation 129, et il est refroidi par de l'eau, amenée  par un tuyau 132     (fig.    10) jusqu'à un orifice d'admis  sion d'eau 137 et qui circule dans la partie tubulaire 131  du barrage jusqu'à un orifice de sortie d'eau 136.

   L'ou  verture 130 entre le barrage et le brûleur permet le pas  sage de la     lance    d'injection 124, également refroidie par  de l'eau circulant dans le manchon délimité par un tube  extérieur 133 et un tube d'injection interne 134, l'eau  fraîche étant amenée jusqu'à l'orifice de la lance par un  tuyau 135.  



  Le métal liquide et le laitier peuvent être coulés en  semble par débordement à travers l'orifice de coulée  119, et être séparés après la coulée dans un dispositif 20  de séparation du laitier     (fig.    2) dont il existe plusieurs  types connus. Le métal peut, d'autre part, être extrait du  four par     siphonage    au moyen d'un tube de matière ré  fractaire passant par le passage 130 et immergé dans le  bain de métal. Dans ce cas, il peut être désirable de cou  ler le laitier par intermittence et non pas continuellement.  Le métal est transféré dans un récipient     fermé    par aspi  ration sous un vide contrôlé, ou est siphonné .dans un  récipient contenant du métal à un niveau inférieur à       celui    du bain 108.  



  <I>Exemple</I>  L'exemple     ci-:après    illustre une mise en     oeuvre    du  procédé selon l'invention pour la production     continue     d'un acier. C 1020.  



  Le procédé est conduit dans un four rotatif d'une  longueur de 100 m, dont une section de 30 m     forme    les  zones de réaction     gaz-liquide    et     gaz-liquide-solide    et une  section de 70 m forme la zone de réaction gaz-solide, y  compris 1,5 m pour la section de tamisage. Le diamètre  interne du revêtement réfractaire est d'environ 3 m et  les dimensions -des ouvertures du tamis sont 4 X 20 mm.  Le four est incliné de     1,5,1    sur l'horizontale et sa vitesse  de rotation,     réglable,    est de 1     t/mn.     



  La composition approximative et partielle des matiè  res premières, en     pourcentage    des matières sèches, est la  suivante    
EMI0011.0001     
  
    Matières
<tb>  Fe <SEP> Mn <SEP> SiO2 <SEP> A1203 <SEP> CaO <SEP> MgO <SEP> S <SEP> C <SEP> volatiles
<tb>  Concentré <SEP> <B>.........................................................</B> <SEP> 67 <SEP> 0,5 <SEP> 2 <SEP> 0,5 <SEP> 0,3 <SEP> 0,2 <SEP> 0,04 <SEP> - <SEP>   Chaux <SEP> hydratée.... <SEP> ............. <SEP> ..... <SEP> <B>.. <SEP> - <SEP> ......</B> <SEP> ... <SEP> . <SEP> - <SEP> - <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 72 <SEP> 0,5 <SEP> 0,05 <SEP> - <SEP>   Anthracite <SEP> <B>..... <SEP> ----- <SEP> _ <SEP> -------- <SEP> - <SEP> - <SEP> ---- <SEP> -----</B> <SEP> - <SEP> - <SEP> 7 <SEP> 4 <SEP> 0,2 <SEP> 1 <SEP> 0,5 <SEP> 82 <SEP> 4
<tb>  Lignite <SEP> carbonisé....... <SEP> .. <SEP> .

   <SEP> ... <SEP> _. <SEP> . <SEP> ... <SEP> .. <SEP> ..... <SEP> ........ <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 4 <SEP> 1 <SEP> 5 <SEP> 1 <SEP> 4 <SEP> 68 <SEP> 15
<tb>  Dolomie <SEP> <B>...................... <SEP> ....</B> <SEP> .<B>.............. <SEP> .....</B> <SEP> ... <SEP> ..... <SEP> - <SEP> - <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> 30 <SEP> 20 <SEP> 0,2 <SEP> - <SEP>   Chaux <SEP> calcinée.<B>..........................</B> <SEP> ..<B>-------</B> <SEP> ......._. <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 95 <SEP> 1 <SEP> - <SEP> - <SEP>   Ferromanganèse <SEP> <B>..........</B> <SEP> .<B>.....</B> <SEP> __<B>------</B> <SEP> ___<B>----</B> <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 13 <SEP> 80 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 7 <SEP>   Carbone <SEP> .. <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP>   ................................... <SEP> <B>- <SEP> ... <SEP> - <SEP> ------</B> <SEP> ......

   <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 100       En plus des matières ci-dessus, des     fragments    de  pastilles et d es résidus de charbon imbrûlé, séparés des  matières fines, sont recyclés avec la matière :première.  Les fines tombent     directement    dans une cuve d'eau de  refroidissement, ce qui hydrate la dolomie en fines par  ticules, puis elles sont soumises à une opération de sépa  ration magnétique humide, pour la récupération des  fragments de pastilles.

   Les matières non magnétiques  sont ensuite passées à l'état humide à travers un tamis  de 0,5 mm d'ouverture, et les matières traversant ce  tamis, consistant en dolomie     hydratée,    cendres et environ       10%        du        carbone        résiduel,        sont        abandonnées.        Le        refus,     consistant essentiellement en charbon résiduel imbrûlé,  est réintroduit dans le four.

       Les    fragments de pastilles    sont broyés et la matière broyée, avec du concentré frais,  de la chaux     éteinte        et    la matière magnétique contenue  dans les     poussières    des gaz de combustion, sont     pastillées     dans un circuit de     pastillage    à tambour comprenant des  tamis de 5 mm. On obtient     ainsi    des     pastilles    d'une gros  seur comprise entre 5 et environ 15 mm.  



  Ces pastilles,     l'anthracite    et le charbon récupéré sont  introduits     directement    dans l'extrémité .d'entrée du four,  et le lignite     carbonisé,    la dolomie, la chaux calcinée, le       ferromanganèse    et le carbone sont     introduits    par des dis  positifs     d'alimentation    à     cuiller,    :placés de long de     l'enve-          lop#pe    du four.  



  La granulométrie et le débit d'alimentation des ma  tières premières sont     approximativement    les suivants  
EMI0011.0031     
  
    Granulométrie <SEP> Débit <SEP> d'alimentation <SEP> en <SEP> tonnes
<tb>  Matière <SEP> en <SEP> mm <SEP> par <SEP> jour
<tb>  Pastilles <SEP> . <SEP> .. <SEP> <B><I>5-15</I></B> <SEP> (a) <SEP> 500 <SEP> t <SEP> de <SEP> concentré
<tb>  (b) <SEP> 36 <SEP> t <SEP> de <SEP> fragments <SEP> récupérés
<tb>  (c) <SEP> 2,5 <SEP> t <SEP> de <SEP> chaux <SEP> hydratée
<tb>  Anthracite <SEP> ................. <SEP> . <SEP> ......... <SEP> .. <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 4 <SEP> 80
<tb>  Lignite <SEP> carbonisé <SEP> <B>---------</B> <SEP> .. <SEP> ....... <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 4 <SEP> 27
<tb>  Charbon <SEP> récupéré.,,.-- <SEP> ......... <SEP> . <SEP> ....

   <SEP> <B>0,5-</B> <SEP> 4 <SEP> 112
<tb>  Dolomie <SEP> <B>....... <SEP> ...................</B> <SEP> .... <SEP> . <SEP> <B>----- <SEP> 0,5-</B> <SEP> 2 <SEP> 20
<tb>  Chaux <SEP> calcinée.... <SEP> .. <SEP> <B>__ <SEP> ----</B> <SEP> .... <SEP> . <SEP> .. <SEP> .... <SEP> 10-40 <SEP> 28
<tb>  Ferremanganèse <SEP> ...... <SEP> ........... <SEP> ... <SEP> 10-40 <SEP> 3
<tb>  Carbone <SEP> ............. <SEP> ...........<B>........</B> <SEP> ..<B>-------</B> <SEP> 10-40 <SEP> 3       Le four est     chauffé    avec environ 60     000,m3    de gaz  naturel et 850-880 000     m3    (pression et température -nor  males) d'air par jour.

   L'air est préchauffé à 5000 C dans  un échangeur de chaleur     métallique,    au moyen de la cha  leur contenue dans les gaz de combustion. La tempéra  ture maximum des solides dans la zone de     réaction        gaz-          solide    est de     l100     C et la     température    de l'acier liquide  coulé est d'environ     16501,    C.  



  L'acier liquide est partiellement désoxydé par injec  tion dans le four, au moyen d'une lance     traversant    l'ori  fice de coulée, de 1,5     kg/t    de     ferrosilicium    finement di  visé entraîné dans de l'argon. La désoxydation finale est  effectuée au moyen -de     fil    d'aluminium introduit à raison  de 0,15     kg/t    dans la coulée de métal.  



  La production est d'environ 330 t d'acier et 50 t de  laitier par jour, l'acier ayant la composition suivante         0,20        %        de        carbone,        0,52        %        de        manganèse,        0,03        %        de          soufre,        0,008        %        de        phosphore        et        0,

  14        %        de        silicium.  



  The present invention relates to a process for manufacturing ferrous metal, that is to say metal containing iron, and more particularly to a process for the continuous manufacture of steel and steel. the smelting of iron and other ferrous metals, in the liquid state, directly from iron ore or concentrated iron ore.



  The known methods of treating iron ores with a view to obtaining iron alloys of well-defined composition generally comprise two separate processing operations; firstly a reduction treatment, resulting in an iron containing unwanted impurities; second, a refining treatment removing unwanted impurities from the impure iron and during which the alloying components necessary to obtain the desired product are added.



  The product of the reduction operation is ordinarily a liquid iron produced in a blast furnace or an electric reduction furnace, or sponge iron produced in a solid state by a direct reduction process. Cast iron generally contains carbon, silicon, manganese, phosphorus and sulfur, and sponge iron usually contains residual iron oxide and gangue constituents, that is, impurities whose content must be reduced to the desired value by the subsequent refining process.



  Among the known refining processes, there may be mentioned the Siemens-Martin process, the various converter processes, the rotary kiln processes and the direct electric arc furnace process for the production of steel the manufacture of cast iron cupola iron and electric induction, direct arc and indirect arc furnace processes for the manufacture of various iron alloys. These processes are generally carried out on a batch basis and, in addition to the smelting of iron and sponge iron, the feedstock includes scrap iron, steel and other iron alloys.



  The present invention. is aimed at a process in which the reduction and the refining are combined in an operation carried out in a continuous succession of: stages, and which is capable of producing a wide variety of ferrous alloys, in particular smelting iron, special iron alloys and steels directly from ore or concentrated ore.



  The process according to the invention comprises the following operations (a) introducing, into a gas-solid reaction zone, formed pellets, containing iron oxide, and solid pieces of a reducing material,

      the lower limit of the size of said pellets and the upper limit of the size of said pieces being chosen with respect to each other so that reducing material can be separated in size from said pellets after heating and reaction in said gas / solid reaction zone of a feed containing said, pellets and said pieces;

    (b) said mixture is continuously advanced through the gas-solid reaction zone, so that it reacts at an elevated temperature until most of the iron contained in the pellets has been reduced to metallic state, (c) removed from the reaction zone. gas-solid fines comprising the reducing material not consumed with small fragments of pellets possibly produced by disintegration of the pellets;

    (d). the mixture of retained coarse materials, including pellets, is continuously advanced into and through a gas-solid-liquid reaction zone containing a mixture of partially molten process materials in contact with hot gases, raising the temperature in said gas-solid-liquid reaction zone until the coarse materials have melted, thereby forming two liquid phases consisting of slag and metal in close contact;

    (e) these two liquid phases are continuously introduced into a gas-liquid reaction zone containing a mixture of liquid materials being treated in contact with hot gases <B>; </B> (f) continuing gas-liquid reactions and heating in the gas-liquid reaction zone until a liquid ferrous metal of the desired composition and temperature is obtained;

   and (g) the liquid ferrous metal and slag are removed from the gas-liquid reaction zone, heat being supplied directly to each of the gas-, liquid, gas-solid-liquid reaction zones and gas-solid to the extent necessary to maintain the desired reaction temperatures in the zones.



  The method according to the invention can be implemented advantageously in an installation. rotary kiln. A preferred implementation of the present process, in a single rotary kiln, is described in detail in the remainder of this disclosure.

   In general, the apparatus used consists of an elongated rotary kiln, lined with a refractory material and to which is incorporated a tami-sage device at an intermediate point of: its length, for the separation between the fine materials and the coarse materials, the fine materials being conducted to a location outside the oven and the coarse materials being retained in the oven for subsequent treatments.

    The apparatus further comprises feed means for the introduction of solids at the inlet end of the furnace and at intermediate points along its length, and burners by means of which a fuel and a gas containing. oxygen are introduced into the furnace at points appropriately distributed along its length, which provides, by combustion of the fuel, sufficient heat to melt the retained coarse materials and transform them into liquid metal and slag, and to heat liquid metal and slag until the desired composition and temperature for the metal is obtained.

   The furnace also comprises pouring orifices for the liquid metal and the slag and a means @ for regulating @ the flow rate of pouring of the slag, as well as devices for closing off the various orifices -of the furnace, preventing leaks. excess gas.



  The appended drawing represents, by way of example, an apparatus for a particular implementation of the process according to the invention.



  Fig. 1 is an overall diagram of the process.



  Fig. 2 is a schematic elevational view, partly in section, of the apparatus.



  Fig. 3 is a longitudinal section of a detail of the apparatus.



  Fig. 4 is a similar section of a variation of this detail.



  Fig. 5 is a longitudinal section of another detail of the apparatus.



  Fig. 6 is an end view, .partially in section, of the detail shown in FIG. 5.



  Fig. 7 is an elevational view and partially in longitudinal section of another detail of the apparatus, comprising a device for feeding solids into the inlet end of the furnace.



  Fig. 8 is a cross section of the apparatus, at the discharge location of the supply device shown in FIG. 7. FIG. 9 is a longitudinal section of another detail of the apparatus.



  The fi-. 10 is an elevational view of another detail of the apparatus.



  Fig. 11 is a cross section of the detail shown in FIG. 10.



  If we refer to fig. 1, on. can see that the preparation of pellets of a selected minimum size is an essential feature of this process. The preparation of the material containing .de iron oxide is generally carried out by crushing and grinding an iron ore, then concentration by known methods, in order to increase the content of iron oxide and decrease that. gangue and other unwanted impurities. The concentrate is then re-agglomerated into pellets of the desired grain size.

   With some rich ores the concentration phase may be omitted, or a sieved crude ore may be used directly as the raw material for the process, in which case the term iron oxide-containing pellets as used herein. exposed would also apply to sifted pieces of ore. As another possible source of pellets for the present process, there may be mentioned the tailing of a process for the separation of any other metal or mineral, concentrated and agglomerated into pellets of the desired particle size.



  To avoid excessive volumes of slag in the gas-liquid reaction zone and to decrease the tendency of the pellets to soften and become sticky in the gas-solid reaction zone, it is generally desirable that the iron content be. at least 65% by weight in the ore or in the concentrate before agglomeration. By fine grinding of the ore, the finely divided iron oxide can be freed more completely from the gangue, thereby obtaining a concentrate with a higher iron content.

   As fine grinding also facilitates the agglomeration of the concentrate into pellets and increases the strength of the pellets, the ore or concentrate is most often ground to a fineness such that, for example, at least 75% of the particles have minimum dimensions. less than 0.04 mm.



  Fluxes for adjusting the composition of the slag in the gas-liquid reaction zone of the process can be added to the concentrate or fine ore prior to pelletizing. These additions, made in a finely divided form prior to pelletizing, can also act as a binder for the pellets, increasing their strength and countering their possible tendency to break up into fine particles as they pass through the reaction zone. gas-solid. Among the fluxes that may be mentioned, by way of example, are limestone, dolomite, calcined lime, slaked lime and bentonite.

   Determined amounts of materials for forming the components of the liquid ferrous alloy may also be introduced into the pastes. Among these materials, there may be mentioned elements such as manganese, silicon, chromium, mo, lybdenum and nickel, added in the form of metal, alloy, mineral or concentrate, in the finely divided state.



  In the manufacture of the pellets, which can be carried out in a conventional apparatus, for example a rotary pelletizing drum or disc, the moisture content must be kept within well-defined limits, so that the pellets formed have dimensions and properties. physical as uniform as possible. The wet leaves can be harshly treated in the process or they can be pre-dried or roasted in an oxidizing atmosphere in order to drive out sulfur or other impurities or to increase their strength and improve their storage characteristics. and handling.

   In some cases, heat can be saved by using the toasted pellets directly in the process, without cooling them.



  The pellets, carbonaceous material and sulfur-absorbing material are introduced into the process mixture which is in the gas-solid reaction zone, generally all together at the inlet end of the process, although that varying proportions of the carbonaceous material and the sulfur-absorbing material can be introduced at a later stage, at intermediate locations along the gas-solid reaction zone.

   All or almost all of the carbonaceous material and sulfur-absorbing material not consumed by the reactions which take place in the gas-solid zone, is removed from the gas-solid reaction zone before the mixture enters the process. in the gas-solid-liquid reaction zone. The carbonaceous material and the sulfur-absorbing material should be clearly distinguished from the materials introduced into the process mainly for the purpose of forming a liquid metal and a slag of the desired composition in the gas-liquid reaction zone.

   By <c fluxes is meant all the solids added mainly to form the constituents of the slag and to influence the chemical reactions, the fluidity and the composition of the liquid slag, as opposed to the sulfur-absorbing materials, and by materials d Alloys all solids added primarily to alloy with the liquid metal or to deoxidize the metal.

   Thus, the carbon-containing materials added primarily for the purpose of deoxidizing the liquid metal or lowering the carbon content thereof form part of the alloying materials, and not part of the carbonaceous material. it is also understood that the alloying materials and fluxes added to the iron oxide-containing material, as constituents of the pellets, are to be considered as part of the alloying materials and fluxes introduced into the mixture Processing.



  The carbonaceous material which is added primarily as a solid fuel for heating and for the reduction to metallic iron of the iron oxide contained in the pellets, generally consists of coal, incompletely burned coal or coke. When it is introduced at the inlet end of the process, it is preferable that the carbonaceous material is poor in volatile matter, that it does not agglomerate and that the softening temperature of its ash is high.

   The sulfur absorbing material, added to prevent sulfur contamination of the pellets as they pass through the gas-solid reaction zone of the process, consists primarily of limestone, CaCOI, or dolomite, CaMg (CO.i) 2. Dolomite is generally preferred over limestone. due to its greater resistance to disintegration.



  The choice and maintenance of the appropriate particle size of the raw materials are essential features of the present process. The pellets preferably have a size of between about 5 and 15 mm. Wider size limits are permissible, but they are generally in the range of 3 to 25 mm in size.

   These limits are preferred because they allow to combine the advantages of good solidity, rapid reaction, absence of tendency to stick and agglomeration at high temperatures, low gangue capture. and other impurities by the surface of the pellets, and resistance to breakage and disintegration during passage through the gas-solid reaction zone. Since separation of the pellets by grading is effected at an intermediate stage of the process, it is also desirable that a major and substantially constant portion of the pellets have a size exceeding a selected minimum.

   For example, the particle size of the pellets could be chosen and maintained so that 96% plus or minus 2% of the pellets are retained on a sieve.

   of 5 mm opening, which dimension would then be considered as being the minimum limit, chosen for the size of the pellets.



  The upper limit on the size of the solid pieces of carbonaceous and sulfur-absorbing material can be based on the minimum limit chosen for the pellet size. When no significant change in the ratio of the dimensions of the pellets to pieces of carbonaceous and sulfur-absorbing material occurs within the gas-solid reaction zone, the maximum size chosen for the pieces of carbonaceous material and absorbent material is not more than the minimum size chosen for the pellets. However, changes in the size relationships can occur in the gas-solid reaction zone.

   For example, the size of the pellets can increase by 20% on average and the size of the carbonaceous material can decrease by 5% on average,

   in which case pieces of carbonaceous material larger than the minimum portion size would be completely removed from the gas-solid reaction zone by classification separation. The choice of the grain size of the raw materials therefore also depends to some extent on their tendency to increase or decrease in size during processing.



  As another factor influencing the choice of particle sizes of carbonaceous material and sulfur absorbing material, there may be mentioned an increase in dust losses when very fine particles are employed, and in in the case of the sulfur-absorbing material, the possibility of a greater tendency of the fine particles to adhere to the pellets, which has the consequence of contaminating them with sulfur. Preferably, the materials introduced directly into the process mixture are not finer than about 0.5 mm in minimum size.

   Since the amount of sulfur absorbed per unit weight of sulfur absorbing material decreases as the size of the pieces increases, the optimum size of the pieces may be within narrow limits, for example between 0.5 and 2 mm.



  In summary, the preferred sizes of the pellets are between 5 and 15 mm, those of the carbonated material are between 1 µm and the lower limit chosen for the size of the pellets, and those of the sulfur absorbent material are between 0.5 and 2 mm.

   It is particularly important to ensure that the pellets are not smaller than a selected minimum size, and that the pieces of the carbonaceous material are not larger than a selected maximum size so that the carbonaceous material can. be separated almost completely from the pellets by particle size separation at an intermediate stage of the process. In some cases, it may be desirable to use a finer carbonaceous material and a sulfur absorbing material than indicated above, for example when a finer material costs significantly less.



  The proportion of carbonaceous material introduced is preferably sufficient so that, when most of the iron contained in the pellets has been reduced to the metallic state in the gas-solid reaction zone,

       there remains an excess of solid carbon of at least 10% and preferably at least 15% of the weight of the pellets in the mixture.

   This proportion, which depends on the type of carbonaceous material used, is generally between 40 and 80% of carbonaceous material, relative to the weight of the pellets introduced. The proportion of sulfur-absorbing material can vary between 0 and 10% of the weight of the pellets, and depends on the sulfur content of the carbonaceous material and the pellets, and also on the maximum admissible sulfur content in the liquid metal.



  In the gas-solid reaction zone of the process, moisture is vaporized and volatiles are given off from the carbonaceous material, while the temperature of the mixture is increased by the heat supplied by the hot gases. During the subsequent heating, the iron oxide contained in the pellets is successively reduced from the state of Fe.03 to the state of Fe304, then to the state of FeO and finally to the state of metallic Fe, essentially by reaction with carbon monoxide,

   hydrogen and other reducing gases formed mainly in the gas-solid reaction zone. Gaseous carbon dioxide, CO., Is usually released from the sulfur-absorbing material, leaving the solid calcium and magnesium oxides, CaO and Mg0, which can then react and combine with the sulfur released by the gasification of solid carbonaceous matter.

   So that the gas-solid reactions continue until the reduction to the metallic state of the iron contained in the pellets, the mixture is heated to a temperature between 870 and 1260 C, preferably between 982 and 1204, 1 C. In general, this temperature is maintained more or less constant for a period of more than 10 minutes and up to several hours, the time and temperature of the treatment depending mainly on the reactivity of the carbonaceous material, the physical and chemical constitution of the pellets and their desired metallic iron content.



  The mixture is continuously advanced along an elongated gas-solid reaction zone, so as to achieve a continuous relative movement between the pas tilles and: the pieces of carbonaceous material, which counteracts any tendency of the particles forming, the mixture to stick to each other and clump together. A substantial fraction of the heat required to heat the mixture and to maintain it at the reaction temperature is provided by the introduction of a gas containing oxygen, generally air,

   at spaced points along the gas-solid reaction zone. This air produces heat by reaction with the carbonaceous material present in the mixture, and also with the combustible gas given off by the mixture bed, this combustible gas and the products of combustion generally flowing against the current. with respect to the direction of advance of the load. Additional heat can be supplied by preheating the air thus introduced, by the heat recovered from the fumes leaving the process inlet end, by means of a heat exchanger.

    The hot gases emitted from the gas-solid-liquid reaction zone and flowing countercurrently to the direction of advance of the materials, also constitute a source of heat for the gas-solid reaction zone. Any additional heating that may be required may be provided by an external source, at points spaced apart along the gas-solid reaction zone, for example by admitting at these points a gaseous or liquid fuel with a quantity of a gas. containing sufficient oxygen for fuel combustion.



  Coal, incompletely burned coal, or low temperature coking coke, which contains a high proportion of volatile matter and which in many areas is cheaper and easier to obtain than fuels low in volatile matter, can be used most effectively, when introduced into the mixture at one or more intermediate points along the gas-solid reaction zone. The volatiles evolve in a gaseous state during heating and burn with the oxygen-containing gas as it flows towards the inlet end of the process, the heat thus produced being used to. heating and for maintaining the reaction temperature.

   Another advantage of this procedure is that a relatively small amount of a highly reactive material accelerates the iron-producing reactions, thus reducing the time required at high temperature and increasing the maximum productivity achievable in a given installation. In case the sulfur content of the pellets or of the carbonaceous material is high, it may also be advantageous to add additional sulfur absorbing material together with the late introduced carbonaceous material, the particles of these materials being all substantially within the size limits defined above for the carbonaceous material and for the sulfur-absorbing material.



  Like carbonaceous material and sulfur-absorbing material, alloying materials and fluxes are generally introduced into the mixture along the gas-solid reaction zone, in order to influence the chemical properties. slag and metal in the subsequent gas-liquid reaction zone of the process.

   It is thus possible to add pieces of ferromanganese, ferrosilicon, ferrochrome, metallic nickel, limestone, dolomite and carbon in the form of a carbon alloy, baked carbon or graphite. Obviously, in case they are added before the separation of the fine materials, these added materials should be in the form of fragments of a size at least equal to the lower limit: of the size of the coarse materials, so that they are not eliminated.

   These additions can also be made after removal of fines at a later stage of the process, in which case the lower limit of the particle size of the added material is less important. However, from the following description of an apparatus for carrying out the present process, it will be seen that the addition of large amounts of material to the process after the removal of fines would be difficult to achieve in practice. convenient.



  When the iron oxide in the pellets has been largely reduced to the metallic state, the fine materials are removed from the gas-solid reaction zone. These removed materials include most or all of the carbonaceous material and sulfur absorbing material not consumed, with small pellet fragments possibly produced by disintegration of the pellets.

   After being removed, these fine materials are usually cooled under a non-oxidizing atmosphere or quenched with water, and the incompletely burnt carbon and pellet fragments are recovered by wet sieving and magnetic separation. The incompletely burned good char is ordinarily returned to the gas-solid reaction zone, preferably after separation of the very fine particles by sieving, and forms a substantial proportion of the carbonaceous material present in the mixture being processed.

   The pellet fragments can be reground and added to the ore or concentrate before pelletizing, and thus be reintroduced into the product as part of the pellets; or can be used as such or after briquetting, as a raw material for other furnaces for the manufacture of steel or cast iron; or they can also be used for other metallurgical operations, for example the cementation of copper.

   Particles of sulfur-absorbing material, which usually consist of lime or very fine hydrated dolomite, are generally discarded because they contain a lot of sulfur and are of little value.



  The coarse materials, including the pellets, alloying materials and fluxes added before the fine materials are removed, are retained: for the rest of the process, during which they are heated and reach a gas reaction zone. sodid-liquid, containing a partially molten mixture in contact with hot gases, and in which this mixture is heated until the fusion is complete, which gives rise to two liquid phases in close contact, a top layer of slag and a lower layer of liquid ferrous metal, these two liquid phases then being introduced into a zone:

  gas-liquid reaction. The heat necessary for the fusion is preferably provided in part by the hot gases emitted by the gas-liquid reaction zone and flowing countercurrently to the advance of the partially molten material, and in part by combustion between a fuel and a gas containing oxygen, introduced directly into the gas-solid-liquid reaction zone. It would also be possible to introduce heat by means of sources placed at spaced points along the gas-solid-liquid reaction zone but,

   as emerges from the description of an apparatus for carrying out the present process, the high temperature of the liquid metal makes such an arrangement difficult to achieve in practice. Alloy materials and fluxes could also be added directly to the gas-solid-liquid reaction zone, but it is easier to add them to the gas-solid reaction zone.



  It should be understood that the expression gas-: liquid reaction zone implies the existence within this zone of liquid-liquid and gas-gas reactions, as well as gas-liquid reactions. Likewise, reactions involving only solids and gases take place in the gas-salid reaction zone. The expression gas-.solid therefore implies only that the physical state of the main phases present in the materials being treated is solid or gaseous,

   and the expression gas-liquid whether it is liquid or gas. In the transition zone where fusion takes place, gases, liquids and solids are simultaneously present.



  The nature of the gas-liquid reactions and the composition of the metal produced are: mainly determined by the quantity and composition of the materials retained which, after melting, form the constituents of the liquid metal and of the slag.

   Although iron oxide could still be reduced to metallic iron after removal of the carbonaceous material, either in the solid state by means of a reducing atmosphere or in the liquid state by means of a reducing atmosphere. reducing slag, a precise action on the composition of the finished metal is facilitated by a high degree of metallization of the iron contained in the pellets. It is appropriate that the percentage of iron in the metallic state is as constant as possible, and preferably: greater than 95%.

   The amount and type of flux present determines the basicity and fluidity of the slag; the amount and type of alloying materials determine the composition of the alloy and the degree of oxidation of the slag and the metal. A final adjustment of the metal composition can be made by additionally introducing alloying materials and fluxes directly into the slag and liquid metal, usually in finely divided form and near the exit end of the gas-liquid reaction, or after the exit.



  In the preferred implementation of the present process, the gas-solid-liquid and gas-liquid reaction zones are very long relative to their cross section. The retained materials are subjected to continual agitation as they continuously advance along these areas.

   By this agitation heat transfer and chemical reactions are accelerated, segregation and inconsistency of movement of the mixture along these areas are avoided. Thanks to the maintenance of a continual flow of materials along these zones, several stages of the .process are carried out simultaneously, which avoids accumulation or conservation operations requiring:

  containers and transfer equipment used for short periods at capacities considerably exceeding the average output of the process.



  Preferably, much of the heat required for the gas-liquid reaction zone is provided by a high temperature heat source, placed near the point of exit of the metal and slag.

   The high temperature can be obtained by: combustion of a fuel with air: preheated, possibly enriched with oxygen, or by means of electrical means for raising the temperature of the flame. The combustion products flow against the direction of the direction. advance of the liquid metal and slag, through the gas-liquid reaction zone and into the gas-solid-liquid reaction zone. A supplement        :

  heat could be provided at spaced points along the gas-liquid reaction zone, but it is obvious that such heating is difficult to achieve in conjunction with the action of mixing and stirring.



  The liquid metal and the slag are generally heated to a temperature between 1260 and 17050 C before casting, the temperature depending on the nature of the metal and its subsequent use. It is preferable that the metal is continuously cast.

   The slag pouring can be limited by means of an adjustable barrier obstructing the slag pouring orifice, which makes it possible to act on the thickness of the layer of slag, liquid in contact with the metal inside of the gas-liquid reaction zone. Liquid metal and slag can be poured together and separated after pouring; or the metal can be withdrawn separately by siphoning, or withdrawn separately from the gas-liquid reaction zone at regular intervals.

   The metal can be cast directly after separation from the slag, or it can be cast in an oven or ingot mold to be subsequently cast into molds, or it can be continuous cast.



  Fig. 2 shows a rotary kiln for implementing the method described above. The body of this furnace is formed by a cylindrical steel casing which, except for a relatively small area, at the location of the sieving section 13, is lined with a refractory material 5.

   This refractory liner may consist of several layers, for example an inner layer of a robust material which is resistant to heat, abrasion and chemical attack, and an outer layer, adjacent to cylinder 1, consisting of a mat. insulating material, preventing @deheat leakage from the interior of the oven to the outer wall, and therefore into the atmosphere.



  The furnace is entirely supported by rings 3, resting on rotary furnace journals of the usual type, mounted on supports 2, and is driven in rotation at a determined number of revolutions per minute, by a motor and a train of reduction gears, the last of which meshes with a ring gear 7, fixed to the furnace casing. The latter is generally inclined on the horizontal hori zontal, so that the treated materials flow by gravity from the inlet end towards the casting end during the rotation of the furnace.



  Only solids 9 are contained in the gas-solid reaction zone, which extends between a feed device 6, at the inlet end, and a point on the downstream side of a constriction 18, where the gas-solid-liquid reaction zone begins, which contains solid and liquid processing materials 12. The gas-liquid reaction zone, which extends to the neck orifice 19, contains only liquid processed materials 15. The slag and the metal can be separated from each other after casting by a slag separator 20.

   In practice, only the coarse materials are retained in the gas-solid reaction zone and progress to the gas-solid-liquid reaction zone, while the fine materials are discharged through the sieving device 13 and are . collected in a container 14.



  A feeder 11, for the carbonaceous material and the sulfur-absorbing material, and a feeder 16, for the alloying materials and the fondants, are provided for the introduction of the solids into the material. the mixture in process, at intermediate points along the gas-solid reaction zone. The fuel and gas containing oxygen, necessary to maintain:

  desired temperatures and the desired gas composition within the zones are introduced into the gas-liquid reaction zone by a casting end burner 22, into the gas-solid reaction zone. liquid by a burner 17, and at spaced points along the gas = solid reaction zone by burners 10.

   The combustion gases are evacuated, through the head 8 of the furnace, supported by a cable 4, into a suitable evacuation channel, under suction controlled by usual means, for example a forced draft fan and adjustment louvers flow rate, not shown. A taphole 21, for the discharge of the metal and the slag contained in the liquid gas reaction zone, is also provided.



  Although the furnace can be of varying length and diameter, lengths of 60 to 120 m and casing diameters of 3 to 5 m can be given as an example for an industrial installation. The diameter can also vary along the furnace, for example the diameter of the gas-liquid reaction zone could be smaller than the diameter of the gas-solid reaction zone, in order to decrease the amount of metal contained in the furnace. liquid state and decrease the residence time of the liquid metal in the furnace. The furnace body may be in one piece, or it may be formed by joining two or more separate sections.



  The refractory lining along the gas-liquid reaction zone is of a material known in steel for its resistance to liquid metal and slag. Mixing screens or partitions, anchored within the gas-solid reaction zone, can be used to accelerate the transfer of heat between gases and solids, as is the case in some kilns and dryers. known rotary machines.

   These baffles can also serve to maintain an intimate mixture between the various fragments of the materials forming the mixture being processed or to aid the advance of the solid mixture along the gas-solid reaction zone.



  The most satisfactory angle of inclination of the axis of the furnace to the horizontal horizon is probably between 1 and 20, although a furnace having screens intended to advance the load along the zone of. gas-solid reaction could be horizontal. The speed of rotation is generally between 0.25 and 2 rpm, and is preferably 1 rpm.



  The mixture of raw materials is introduced into the furnace by means of the feeder 6, and continuously advances, under the influence of gravity and the rotation of the furnace, along the gas-solid reaction zone, in which it is heated, and it reacts in the solid state. The rotary movement of the oven walls also ensures mixing and continuous movement between the pieces inside the bed, which fights any tendency of the pieces to stick to each other and clump together,

   and contributes to the uniformity of the transmission of: heat and chemical reactions between the gases and the charge. Determined amounts of an oxygen-containing gas, usually preheated air, and a fluid fuel are introduced as necessary into the furnace at spaced points along the gas-solid reaction zone, by means of the burners 10.



  The trusted. 3 shows a burner mounted in the casing, intended for the introduction of a fuel and a gas containing oxygen into the furnace. The air supply is via pipes 23 and the gaseous fuel supply is via pipes 24, provided with individual control valves for each burner and which are attached to the casing of the furnace and rotate with it. The outer tube 27 of the burner, formed of a refractory alloy, passes through an opening 26 made in the metal casing and the refractory lining of the furnace.

   The outer chamber 33 of the burner is attached to the furnace casing by its flanged end 25, by means of bolts or screws, which also have the function of holding the outer tube 27 of the burner securely in place. To allow easy disassembly of the burner when repair or replacement is required, the air ejection section 31 is secured to the outer tube 27 by flanges 34, comprising bolts or screws. The inner tube 32 and the gas ejection manifold 30 are centered inside the tube 27 and the air nozzle 31, by means of centering rings 28 and 36, respectively.



  To avoid clogging by the materials being processed, to ensure a uniform distribution of the flame around the periphery of the furnace and to avoid a direct impact of the flame on the walls of the furnace, the burner settings are adjusted. preferably located in the vicinity of the axis of the furnace and are directed along this axis. The burner shown in fig. 3 projects a flame in both directions, countercurrent and cocurrent, with respect to the general direction of the gases inside the furnace.

    Among the advantages of the bidirectional flame are a slower flame speed, which reduces the possibilities of a direct impact of the flame on the walls of the furnace, and an increase in the turbulence of the gases inside. oven, which has the effect of accelerating the gas-solid reactions.



  A variant of a burner with a unidirectional nozzle is shown in fig. 4. This variant is otherwise similar to the burner shown in FIG. 3 and can be oriented in either direction of the axis. A burner consuming liquid fuel for them would be similar, except that it would include a fuel atomization nozzle of the same type as those used in known oil burners.



  The oven must be able to allow precise temperature adjustment. The temperatures are measured by means of thermocouples which pass through openings made in the furnace, these thermocouples being connected to temperature recorders by means of rotating slip rings, which are in contact with stationary brushes. These devices being well known, they have not been shown. The individual valves for adjusting the flow rates of fuel and air in the burners, not shown, are adjusted as a function of the temperature readings.



  Fig. 7 shows the head of the furnace, with the feeding devices. A fluid fuel, for example natural gas, coming from an external source via a fixed flexible pipe 37, passes through an annular distributor, coaxial with the furnace, comprising one or more conduits 45, a fixed part 38, integral with the fixed head 41 of the furnace, and an annular distributor duct 46, coaxial with the furnace and located in a rotating part 39. At the outlet of the duct 46, the fuel passes through the rotating unions 40 to enter the pipes 24 supply of the fuel burners, which also rotate with the furnace.

   A seal, between the fixed and rotating faces, which prevents leakage of fluid fuel out of the distributor, is formed by two coaxial seal surfaces, an internal seal surface 42 and an external seal surface 43, these surfaces being grooved and continuously receiving a sealing grease. Uniform pressure can be maintained between these joint surfaces by means of cables 4, fixed to the head 41 of the furnace and to counterweights, and passing over a system of pulleys, not shown. These greased seal faces are cooled by a water sleeve 44, fitted inside the fixed part of the head.



  The oxygen-containing gas, for example air, is preferably preheated by passing through a heat exchanger, which allows up to 75% of the heat contained in the gases leaving the air to be transferred to the air. oven. The preheated air is brought via a fixed flexible pipe 47 into a fixed part 48, then passes through a rotating part 49, connected to a rotating axial tube 50 which passes through an opening 55 of the head of the furnace without get in touch with her. and which terminates in a rotary annular duct 68 for distributing the air, mounted on the outer surface of the casing of the furnace and rotating with the latter, the air leaving this duct entering into rotating air pipes 23.

   The seal between the fixed part and the rotating part is achieved by means of grooved and lubricated surfaces 51, cooled by a water sleeve 52, or by equivalent known sealing means.

   To ensure that the required uniform contact pressure is maintained between these sealing surfaces, the fixed part 48 can be suspended by a system of cables and counterweight similar to the system used for the furnace head, or it can be suspended. mounted on rollers which run on tracks parallel to the axis of the furnace, the pressure necessary for sealing the joint. being created by pulleys and counterweights or by springs. The axial tube 50 is held in: its central position inside the furnace by means of a support bar 53, and outside the furnace head by means of rollers 54 adjustable in position.

   Any leakage of gas or air through the furnace head opening 55 is prevented by a shutter curtain 56 of air or other high velocity gas. This gas curtain is emitted by an annular distributor pipe 57, supplied with air or another pressurized gas via a compressed gas supply pipe 72. The annular distributor 57 surrounds the rotating tube. axial 50 and. is pierced with a continuous slot 58 of adjustable width, which could be replaced by a multiplicity of closely spaced nozzles, and which is directed inwardly and against the outer surface of the axial tube 50.

   As the combustion gases which are inside the furnace head circulate at an appreciable speed in a direction tending to force them out through the opening 55, a possible leak would occur to the outside. Therefore, the high velocity shutter gas, while being directed inwardly against the furnace axis, is also directed towards the casting end of the furnace, at an acute angle to the furnace. the axis of the furnace. In addition to the preheated air admitted by means of the above-described device, it may be desirable in certain cases to introduce: air into the oven by means of fans mounted on the casing of the oven and rotating with it: this.



  A non-turbulent flow of the combustion gases exiting the furnace can be maintained by means of a conical section 59 of refractory material and a bare retaining ring 60, attached to the end of the furnace casing. To avoid excessive heat loss through the furnace head, the latter is preferably: lined with an insulating refractory lining 61. When preheated air is used, the air distribution duct 68 and the air hoses 23 which run along the furnace casing should also be insulated.

   A tight connection between the freely suspended furnace head 41 and the fixed gas discharge duct 62 is provided by means of a water seal 63.



  When the pellets are introduced into the oven in the wet state or dried after pelletizing, without intermediate curing by roasting, they are very sensitive to impact. Handling these pellets without precaution before and during loading may cause the pellets to break or weaken, which causes them to disintegrate into fines during their passage through the gas-solid reaction zone and has the consequence that they pass through the screen with excess carbonaceous material and sulfur absorbing material and are thus removed.

   Such disintegration can be combated by limiting the maximum drop height of the pellets at the transfer points, during their transport and their introduction into the furnace, preferably to a maximum value of about 15 cm, and certainly less than 30 cm.



  A smooth introduction of raw materials, in particular pellets, is obtained by means of a rotating feed tube 64. This feed tube is held with hard friction releasable in a sleeve 65, rotatably mounted in a roller bearing 69 66, so as to prevent radial and axial movement of the supply pipe during operation. The bearing 69 is mounted on a bracket 67, fixed to the head of the furnace.

   The feed tube 64 is rotated, preferably at a variable and adjustable speed: by a motor 70, connected to gears 73 or to another suitable drive link. The feed tube passes through the wall of the furnace head through an opening provided with a gas or air curtain shutter device 71, similar to the shutter device 56, 57, 58 and 72 intended to seal. the passage opening for the furnace air supply pipe. The raw materials are introduced into the feed tube 64 by means of a conical passage (not shown) inclined at an angle a little greater than the friction angle or angle of repose of the materials.

   To avoid an imbalance of the entire head of the furnace, which would result in a lack of equal pressure around the circumference of the seal faces 43 and 44, the center of gravity of the above-described device is preferably aligned vertically on the longitudinal axis of the oven.



  This feed device has the essential feature of allowing precise limitation of the speed of advance of the load along the tube, which prevents a sudden shock caused by too high a speed at the discharge point 74.

   The angle of inclination of the feed tube 64 to the horizontal must not exceed neither the angle of repose of the materials nor the angle of friction of the tube with the materials, and is generally less than 30 °. The feed rate can then be regulated over a wide range by varying the speed of rotation of the tube. The height of fall after discharge can be strictly limited by the appropriate choice of the location of the outlet end 74 of the tube.

   As shown in fig. 8, this discharge end 74 is located near the internal wall, on the side of the furnace which is opposite to the side containing the greater part of the load 125, which makes it possible to limit the maximum drop height by limiting the distance between the discharge end and the wall. Under these conditions, the load falls only from a low height, and it comes into contact with the descending wall of the furnace at an angle required that,

   so that the pellets do not undergo a sudden shock. The point 1e closest to the internal circumference of the feed tube at its discharge end is preferably less than 30 cm from the wall of the furnace, which avoids significant drops.

   The height of fall can be further reduced by rotating the tube against the direction of rotation of the furnace, as indicated by arrows 76 and 94 respectively, which has the effect of removing the material from the tube mainly by the quadrant of the latter which is closest to the wall of the furnace. The above device makes it possible to adjust the drop height independently of the degree of filling of the furnace by the load, any danger of obstruction of the tube:

  power supply by the load is moved away, and the tube can be cleaned, removed or replaced easily during operation.



  Fig. 9 shows in detail a loading device 11, visible in FIG. 2, for the introduction into the gas-solid reaction zone of additional carbonaceous material and sulfur-absorbing material, and a loading device 16 for the alloying materials and fluxes added to the zone of. gas-liquid reaction. These materials can be introduced into a scoop hopper 75,

   which picks up the material in a pile or in a hopper disposed below the furnace, or it can be fed by gravity from an external hopper, according to known means of feeding rotary furnaces.

   At the moment when the hopper 75 approaches the top of its course, a shutter valve 77 is or green inwards by a connection lever 79 and a roller 80, which is pushed into the open position, close to the casing of the furnace, by its contact with a fixed cam surface 81, which allows material to fall into the furnace through an internal supply pipe 82.

   During the remainder, or most of it, of the rotation of the furnace, the shutter valve is held in the closed position by a spring hinge 78, which practically prevents the exchange of gases between the interior of the furnace. and the atmo: ambient sphere. Preferably, the internal supply pipe 82 extends to the vicinity of the axis of the furnace, so that it is not covered by the bed of material being processed during a fraction of the rotation of the furnace.



  Prior to the exit of the processing materials from the gas-solid reaction zone, the excess carbonaceous material and the sulfur-absorbing material are removed by means of the sieving device 13, shown in detail in Figs. 5 and 6. In this section, the circumference of the furnace is formed by several segments 83 of screen support, which are attached, by bolts or other removable fasteners, to flanges 84 of the casing. from the oven.

   These segments are closed at both ends by: radial end plates 85, intended to prevent free passage of gases circularly between the closed cavities 90 of the screen support segments 83, and to give the oven the necessary frigidity in the section screening between the flanges 84 of the casing. Screen segments 86, through which fines are discharged from the oven, are mounted on flanges 87 of the screen supports, along the inner radius of the screen support segments 83, and are secured by means of removable fasteners.

   Along the outer radius are mounted removable neck plates 88 and exhaust doors 89 which, in the closed position, prevent the free passage of gases between the cavity 90 of the support segment and the ambient atmosphere. The escape doors 89 are held in position. closing by spring hinges 91, the rotating part of which has an extension to which connecting rods 92 and rollers 93 are attached.



  As the oven rotates in the direction of arrow 94, the screen segments 86 pass under, and in contact with, the bed of material being processed, which rises to the level of the dotted line. 95. Material finer than the openings of the screen may pass into the cavities 90 of the screen support segments 83.

         When a screen segment 86 is entirely covered by the materials being treated, the discharge door 89 is brought into the open position by the cooperation between the roller 93 and a cam surface, optionally mounted on a spring, which allows fine materials to exit through the door to fall, for example, into a cooling water tank.

       While the front end 97 of the screen segment 86 is still covered by the material being processed, the door is released so that it can form under the action of the spring hinge 91.

   Thus, the said material being treated prevents a free passage of gases between the furnace and the ambient atmosphere during the part of the tour where the fine parts are evacuated, whereby any risk of loss of combustible gas, ide re-oxidation of the metal iron to iron oxide or a poor adjustment of the composition of the furnace atmosphere is ruled out.



       Sieve segments 86 generally consist of a fine mesh supported by underlying stiffening wires of larger cross-section, or of a perforated plate, smooth on its inner surface, and the perforations of which have sharp angled edges. sharp to prevent plugging of screen openings.

   A mechanical sieve slagging device, for example electromagnetic or pneumatic vibrators attached to the sieve segments, or high velocity jets of gas directed against the outer surface of the sieve segments at spaced points, can also be used. be employed if necessary. The whole assembly is preferably constructed from a refractory metal alloy, for example 310 stainless steel, so that it can withstand high temperatures.



  When the fines have been taken out of the furnace, the remainder of the processing solids, consisting of pellets and usually alloying materials and fluxes, passes over edge 98 of throat 18 to the side. downstream of which begins the gas-solid-liquid reaction zone, containing the mixture of partly solid and partly liquid materials. In order to avoid softening and sticking of the pellets during their passage over the edge 98 of the constriction 18, this edge 98 is narrow, so that the materials retained in the oven pass through it quickly.



  To prevent a zone from forming in the oven in which the mixture has only melted to the point of becoming sticky, causing it to clump and stick to the walls, the angle of inclination of the oven , the height of the pouring orifice 19 above the bottom of the furnace and the distance between the constriction 18 and the pouring orifice 19 are preferably chosen so as to maintain an appreciable depth: of liquid metal against the downstream side 99 of the constriction 18.

   Thus, the solid materials being melted are immersed in a lubricating bath of liquid metal, which prevents any tendency of these materials to adhere to the walls of the furnace by renewing their coating of liquid metal and slag during the mixing. solid-liquid is stirred by the rotational movement of the wall.



  The furnace comprises a burner 17 of special construction, intended to supply the heat necessary for the fusion and to adjust the composition of the gas in the vicinity of the transition between the gas-solid reaction zone and the gas-solid reaction zone. liquid. This burner may be of a type similar to that of the other burners mounted in the casing, but it also comprises one or more additional fuel inlet ducts for the introduction of an excess of fuel compared to that. necessary for heating,

   in order to create a non-oxidizing atmosphere in the vicinity of the sieving section and to cool, if necessary, the hot gases which pass from the gas-solid-liquid zone to the solid gas zone. Figs. 5 and 6 show in detail this burner 17, mounted at the location of the screening section and directed in part to the gas-solid-liquid reaction zone to provide the additional heat necessary for the melting.

   The outer chamber 33 of the burner is fixed, by means of a connection plate 105, to the outer cir conference of one of the screen support segments 83. The cavity 106, between the internal surface of the screen support segment. screen and the outer tube of the burner, is preferably filled with a refractory material.

   The additional fuel is brought by a supply line 100 controlled by a valve, passes through the internal tube 101 of the burner and is: directed, by an ejection orifice 102, against a circular deflector plate 103, of flat or convex shape, fixed to the burner by fixing bars 104.

   The fuel is directed in an approximately radial direction and is distributed almost evenly around the circumference of the furnace, intercepting gases passing from the gas-sodide-liquid reaction zone to the gas-solid reaction zone and reacting with these gases.

       Thus, the near neutral or weakly reducing, and very hot, gases from the gas-solid-liquid reaction zone react to form the colder, more strongly reducing gases which are needed in the gas-reaction zone. solid.



  In addition to the heat supplied to the gas-solid- @ liquid reaction zone by the burner 17 to aid in the fusion, the primary source of heat for the gas-liquid and gas-solid-liquid reaction zones. is supplied by the burner 22 (fig. 2), placed at the casting end of the furnace in the main pouring orifice of the metal and directed towards the interior of the furnace and above the surface of the milk. This burner can be seen in detail in fig. 10 and 11, representing the outlet end of the furnace.

   As, the metal and the slag are at a high temperature, of the order, for example, of 1650 C, and to obtain sufficiently high heat transfer rates and a good efficiency of use of the fuel in the zone of gas-liquid reaction, it is desirable that the temperature of the flame of this burner be high, preferably greater than 22000 C.

   To raise the flame temperature, the combustion air can be preheated in a separate heat exchanger, or it can be enriched with oxygen. Electric power methods can also be employed, but since these methods are very expensive they are probably not economically desirable in most areas.

   The fuel is a fluid, preferably liquid or gaseous, and may consist of natural gas, coke oven gas, or heating oil, or else finely divided carbonaceous material entrained and injected.

   The preheated or oxygen enriched air and the fuel are brought into the external chamber 111 of the burner through a flexible air supply pipe 110 and through a fuel supply pipe 115. Fuel and air are kept separate up to the vicinity of the burner orifice, and mixing and combustion occur in a flame zone along <B> 116, </B> in front of the orifice -burner ejection.



  As liquid metal and slag form and advance along the gas-liquid reaction zone, the rotating refractory wall exerts a continuous mixing action thereby increasing the heat transfer rates of the combustion products. hot gases to the metal, increasing the rates of chemical reactions between the metal and the slag,

   and combating the separation of constituents contained in the metal and in the slag bath. In such a furnace, from which the liquid escapes by overflowing over a constricted opening, the slag would tend to pass through the gas-liquid reaction zone more quickly than the metal, so that the depth of the slag would be insufficient for correct refining reactions.

   If, for example, the level 107 of the slag and the level 108 of the metal are as shown in FIG. 10, the flow of slag through the neck opening 19, and therefore the amount of slag in the poured liquid stream 109, can be limited by means of a slag dam 119, adjustable in position, which resides tightens the flow restricting passage 120. By this means, any loss of flux can also be avoided by increasing the average residence time of the milk constituents in the gas-liquid reaction zone.



       The slag dam 119 may consist of a refractory material or a shell of heat resistant material cooled by water, and is adjustable by displacement of the entire burner. For this purpose, the burner is mounted on a carriage 139, comprising wheels 141 circulating on tracks 138.

   To adjust the axial position of the burner, the distance between a roller 142 and the carriage 139 is changed by movement of shoes 143 on a track 144, and in the vertical direction by a limited rotation around a pivot 128, these movements being effected. killed by means of hydraulic cylinders 140 or equivalent mechanical means. Contact between the roller 142 and the oven can be maintained by means of counterweights fixed to the carriage by a cable passing .on @ pou lies. This arrangement also makes it possible to easily remove the burner from the oven, for repairs or to access the interior of the oven.



  To prevent the free passage of gases through the constricted opening 19, an air or gas shutter curtain, similar in principle to devices 56, 57, 58 and 72, can be used. An annular distributor pipe 122, supplied with air or other pressurized gas through a supply pipe 126, is attached to the outer casing of the water sleeve by an annular diaphragm.

   As the gas-liquid reaction zone normally operates at a pressure slightly below atmospheric pressure, the annular slot 121 is directed at an acute angle against the inner walls of the pouring hole, and meets them in the opposite direction to that. the ambient air current towards the interior of the oven which would occur in the absence of this device.



  If necessary, the inner surface of the neck hole 19 can be heated, to prevent any tendency for slag or metal to solidify and adhere to the refractory material, by directing burners against this inner surface. Preferably, these burners are placed so as to heat a segment:

  orifice 19 which is adjacent to the metal stream 109, in order to heat the surface of the refractory material just before its contact with the liquid metal.

   As a variant, the surface of the pouring orifice can be heated by means of electrical resistances embedded in the refractory material. Tungsten, molybdenum and silicon carbide are examples of suitable materials for these heaters, and very pure magnesia and alumina for the refractory material of the orifice, in which: these heaters are drowned. The latter can be supplied with electrical energy in known manner, by means.

    fixed brushes in contact with slip rings fixed to the furnace casing and rotating with it.



  L1 may also be desirable to inject finely divided alloy materials and fluxes, for example carbon, aluminum, calcium carbide and ferrosilicon, onto the surface of the slag or into the metal bath, to influence the composition of the metal. liquid. For this purpose, one or more injection lances 124, of known construction and generally cooled by water, can be used.

    The material to be injected is entrained and injected under pressure in a known manner by means of the injection lance 124, provided with an ejection orifice 125 which can be directed onto the surface of the slag or be immersed in the bath, to through the slag. Injection additions can also be made to the molten metal, after casting and before molding.



  The construction of the burner is shown in detail in fig. 11, which is a cross section of the burner 22 passing through the plane of the slag dam 119. The fluid fuel is supplied to the burner orifice through an internal fuel tube 112, and the oxygen-containing gas is supplied. along an air sleeve 113 delimited by an air tube 114. In order to be able to be supplied with hot air, the burner has an insulating annular space 117, which opposes heat losses caused by the hot air. cooling circulating in a water sleeve 118.

   The fresh water is brought to the burner orifice by four water pipes 123, and it returns by the water sleeve 118. The slag dam 119 is fixed to the external tube of the burner by: fixing brackets 129 , and it is cooled by water, brought by a pipe 132 (fig. 10) to a water intake orifice 137 and which circulates in the tubular part 131 of the dam up to an orifice of water outlet 136.

   The opening 130 between the dam and the burner allows the wise passage of the injection lance 124, also cooled by water circulating in the sleeve delimited by an outer tube 133 and an internal injection tube 134, l fresh water being brought to the opening of the lance by a pipe 135.



  The liquid metal and the slag can be poured together by overflow through the pouring orifice 119, and be separated after the pouring in a device 20 for separating the slag (Fig. 2) of which there are several known types. The metal can, on the other hand, be extracted from the furnace by siphoning by means of a tube of refractory material passing through the passage 130 and immersed in the metal bath. In this case, it may be desirable to pour the slag intermittently and not continuously. The metal is transferred to a closed container by suction under a controlled vacuum, or is siphoned into a container containing metal at a level below that of bath 108.



  <I> Example </I> The following example illustrates an implementation of the process according to the invention for the continuous production of a steel. C 1020.



  The process is carried out in a rotary kiln with a length of 100 m, of which a section of 30 m forms the gas-liquid and gas-liquid-solid reaction zones and a section of 70 m forms the gas-solid reaction zone. , including 1.5 m for the sieving section. The internal diameter of the refractory lining is about 3 m and the dimensions of the openings of the screen are 4 x 20 mm. The oven is tilted 1.5.1 to the horizontal and its adjustable speed of rotation is 1 rpm.



  The approximate and partial composition of raw materials, as a percentage of dry matter, is as follows
EMI0011.0001
  
    Materials
<tb> Fe <SEP> Mn <SEP> SiO2 <SEP> A1203 <SEP> CaO <SEP> MgO <SEP> S <SEP> C <SEP> volatiles
<tb> Concentrate <SEP> <B> ........................................ ................. </B> <SEP> 67 <SEP> 0.5 <SEP> 2 <SEP> 0.5 <SEP> 0.3 <SEP> 0,2 <SEP> 0,04 <SEP> - <SEP> Lime <SEP> hydrated .... <SEP> ............. <SEP> ..... < SEP> <B> .. <SEP> - <SEP> ...... </B> <SEP> ... <SEP>. <SEP> - <SEP> - <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 72 <SEP> 0.5 <SEP> 0.05 <SEP> - <SEP> Anthracite <SEP> <B> .... . <SEP> ----- <SEP> _ <SEP> -------- <SEP> - <SEP> - <SEP> ---- <SEP> ----- </ B > <SEP> - <SEP> - <SEP> 7 <SEP> 4 <SEP> 0.2 <SEP> 1 <SEP> 0.5 <SEP> 82 <SEP> 4
<tb> Lignite <SEP> charred ....... <SEP> .. <SEP>.

   <SEP> ... <SEP> _. <SEP>. <SEP> ... <SEP> .. <SEP> ..... <SEP> ........ <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 4 <SEP> 1 <SEP> 5 <SEP> 1 <SEP> 4 <SEP> 68 <SEP> 15
<tb> Dolomite <SEP> <B> ...................... <SEP> .... </B> <SEP>. <B> .............. <SEP> ..... </B> <SEP> ... <SEP> ..... <SEP> - <SEP> - <SEP > 2 <SEP> 1 <SEP> 30 <SEP> 20 <SEP> 0,2 <SEP> - <SEP> Lime <SEP> calcined. <B> .............. ............ </B> <SEP> .. <B> ------- </B> <SEP> ......._. <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 95 <SEP> 1 <SEP> - <SEP> - <SEP> Ferromanganese <SEP> <B> ........ .. </B> <SEP>. <B> ..... </B> <SEP> __ <B> ------ </B> <SEP> ___ <B> ---- </B> <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 13 <SEP> 80 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 7 <SEP> Carbon <SEP> .. <SEP> - <SEP> - < SEP> - <SEP> - <SEP> ................................... <SEP> <B > - <SEP> ... <SEP> - <SEP> ------ </B> <SEP> ......

   <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 100 In addition to the above materials, fragments of pellets and unburned carbon residues, separated from fine materials, are recycled together with the raw material. The fines fall directly into a cooling water tank, which hydrates the dolomite into fine particles, and then they are subjected to a wet magnetic separation operation, for the recovery of the pellet fragments.

   The non-magnetic material is then passed in a wet state through a sieve of 0.5 mm opening, and the material passing through this sieve, consisting of hydrated dolomite, ash and about 10% of the residual carbon, is discarded. The residue, consisting essentially of unburnt residual carbon, is reintroduced into the furnace.

       The pellet fragments are ground and the ground material, with fresh concentrate, slaked lime and the magnetic material contained in the flue gas dust, are pelletized in a drum pelletizing circuit comprising 5 mm screens. Pellets with a thickness of between 5 and approximately 15 mm are thus obtained.



  These pellets, the anthracite and the recovered charcoal are introduced directly into the inlet end of the furnace, and the charred lignite, dolomite, calcined lime, ferromanganese and carbon are introduced by feeding devices. spoon,: placed along the oven casing.



  The grain size and feed rate of the raw materials are approximately as follows
EMI0011.0031
  
    Granulometry <SEP> Feed rate <SEP> <SEP> in <SEP> tonnes
<tb> Material <SEP> in <SEP> mm <SEP> per <SEP> day
<tb> Pastilles <SEP>. <SEP> .. <SEP> <B><I>5-15</I> </B> <SEP> (a) <SEP> 500 <SEP> t <SEP> of <SEP> concentrate
<tb> (b) <SEP> 36 <SEP> t <SEP> of <SEP> fragments <SEP> recovered
<tb> (c) <SEP> 2.5 <SEP> t <SEP> of <SEP> lime <SEP> hydrated
<tb> Anthracite <SEP> ................. <SEP>. <SEP> ......... <SEP> .. <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 4 <SEP> 80
<tb> Lignite <SEP> charred <SEP> <B> --------- </B> <SEP> .. <SEP> ....... <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 4 <SEP> 27
<tb> Coal <SEP> recovered. ,, .-- <SEP> ......... <SEP>. <SEP> ....

   <SEP> <B> 0.5- </B> <SEP> 4 <SEP> 112
<tb> Dolomite <SEP> <B> ....... <SEP> ................... </B> <SEP> .... <SEP>. <SEP> <B> ----- <SEP> 0.5- </B> <SEP> 2 <SEP> 20
<tb> Calcined <SEP> lime .... <SEP> .. <SEP> <B> __ <SEP> ---- </B> <SEP> .... <SEP>. <SEP> .. <SEP> .... <SEP> 10-40 <SEP> 28
<tb> Ferremanganese <SEP> ...... <SEP> ........... <SEP> ... <SEP> 10-40 <SEP> 3
<tb> Carbon <SEP> ............. <SEP> ........... <B> ........ </B> < SEP> .. <B> ------- </B> <SEP> 10-40 <SEP> 3 The furnace is heated with approximately 60,000 m3 of natural gas and 850-880,000 m3 (pressure and normal air temperature per day.

   The air is preheated to 5000 C in a metal heat exchanger, using the heat contained in the combustion gases. The maximum temperature of the solids in the gas-solid reaction zone is 1100 C and the temperature of the molten molten steel is approximately 16501 C.



  The liquid steel is partially deoxidized by injection into the furnace, by means of a lance passing through the pouring orifice, of 1.5 kg / t of finely di-targeted ferrosilicon entrained in argon. The final deoxidation is carried out using aluminum wire introduced at a rate of 0.15 kg / t in the metal casting.



  The production is about 330 t of steel and 50 t of slag per day, the steel having the following composition 0.20% carbon, 0.52% manganese, 0.03% sulfur, 0.008% carbon phosphorus and 0,

  14% silicon.

 

Claims (1)

REVENDICATION I Procédé de fabrication de métal ferreux à l'état li quide, directement à partir d'un minerai de fer ou d'un minerai de fer concentré, caractérisé en ce que (a) l'on introduit, dans une zone de réaction gaz- solide, des pastilles formées, contenant de S'oxyde de fer, et des morceaux solides d'une matière réductrice, CLAIM I Process for the manufacture of ferrous metal in the liquid state, directly from an iron ore or from a concentrated iron ore, characterized in that (a) is introduced into a reaction zone gas- solid, formed pellets, containing iron oxide, and solid pieces of a reducing material, la limite inférieure de la grosseur desdites pastilles et la limite supérieure de la grosseur desdits morceaux étant choisies l'une .par rapport à .l'autre de manière que la matière réductrice puisse être séparée granulométrique- ment desdites pastilles après le chauffage et la réaction dans ladite zone de réaction gaz-sodide d'une charge con tenant lesdites pastilles et lesdits morceaux ; the lower limit of the size of said pellets and the upper limit of the size of said pieces being chosen with respect to each other so that the reducing material can be separated in size from said pellets after heating and reaction in said gas-sodide reaction zone a charge containing said pellets and said pieces; (b) l'on fait avancer continuellement ledit mélange à travers la zone de réaction gaz-solide, afin qu'il ré agisse à une température élevée jusqu'à ce que la ma jeure partie du fer contenu dans les pastilles ait été réduite à l'état métallique; (b) said mixture is continuously advanced through the gas-solid reaction zone, so that it reacts at an elevated temperature until most of the iron contained in the pellets has been reduced to metallic state; (c) l'on retire de la zone de réaction gaz-solide des matières fines comprenant la matière réductrice non con sommée avec les petits fragments de pastille éventuel lement produits par désintégration des pastilles, (d) l'on fait avancer continuellement le mélange de matières grossières retenues, y compris les pastilles, dans et à travers une zone de réaction gaz-solide-liquide con tenant un mélange de matières en traitement partielle ment fondues en contact avec des gaz chauds, en élevant la température dans ladite zone de réaction gaz-solide- liquide jusqu'à ce que les matières grossières aient fondu, (c) removing fine materials from the gas-solid reaction zone including the unconsumed reducing material with any small pellet fragments produced by disintegration of the pellets, (d) continuously advancing the mixture of coarse material retained, including pellets, in and through a gas-solid-liquid reaction zone containing a mixture of partially molten process materials in contact with hot gases, increasing the temperature in said reaction zone gas-solid-liquid until the coarse matter has melted, formant ainsi deux phases liquides consistant en laitier et en métal en contact étroit; (e) l'on introduit continuellement ces deux ,phases liquides dans une zone de réaction gaz liquide contenant un mélange de matières liquides en traitement en contact avec des gaz chauds; thus forming two liquid phases consisting of slag and metal in close contact; (e) these two liquid phases are continuously introduced into a gas-liquid reaction zone containing a mixture of liquid materials in treatment in contact with hot gases; (f) l'on continue les réactions gaz-liquide et le chauf fage dans la zone de réaction gaz-liqui@de jusqu'à l'obten tion d'un métal ferreux liquide ayant la composition et la température désirées, et (g) l'on fait sortir le métal ferreux liquide et le lai tier de la zone de réaction gaz-liquide, de la chaleur étant fournie directement à chacune des zones de ré action gaz-liquide, gaz-solide-.liqui.de et gaz-solide dans la mesure nécessaire au maintien des températures de réaction désirées .dans les zones. SOUS-REVENDICATIONS 1. (f) gas-liquid reactions and heating are continued in the gas-liquid reaction zone until a liquid ferrous metal of the desired composition and temperature is obtained, and (g ) the liquid ferrous metal and the slurry are taken out of the gas-liquid reaction zone, heat being supplied directly to each of the gas-liquid, gas-solid-liquid and gas reaction zones -solid to the extent necessary to maintain the desired reaction temperatures in the zones. SUB-CLAIMS 1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on ajoute une matière absorbant le soufre aux matières premières introduites dans la'zone de réaction gaz-solide au stade (a) et en ce que l'on retire dans le stade (c) la matière absorbant le soufre non consommée avec la matière réductrice non consommée. 2. Process according to Claim I, characterized in that a sulfur-absorbing material is added to the raw materials introduced into the gas-solid reaction zone in step (a) and in that it is removed in step (c ) the sulfur absorbing material not consumed with the reducing material not consumed. 2. Procédé selon la revendication I ou la sous- revendication 1, caractérisé en ce que d'on ajoute des fondants et des matières d'alliage au mélange de matiè res premières introduit dans la zone de réaction gaz- solide au stade (a), dans des morceaux dont la grosseur est supérieure à la grosseur minimum des pastilles. 3. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que lesdites pastilles sont formées par agglomération de matières finement divisées, comprenant des particules de minerai de fer, en pastilles de la grosseur désirée. 4. Process according to Claim I or sub-Claim 1, characterized in that fluxes and alloying materials are added to the mixture of raw materials introduced into the gas-solid reaction zone in step (a), in pieces larger than the minimum size of the pellets. 3. Method according to claim I, characterized in that said pellets are formed by agglomeration of finely divided materials, comprising iron ore particles, into pellets of the desired size. 4. Procédé selon da sous-revendication 3, caractérisé en ce que l'on réutilise les particules, obtenues par pul vérisation des fragments de pastilles ,retirés -de la zone de réaction gaz-solide, en introduisant des quantités dé terminées de ces particules dans lesdites matières fine ment divisées avant l'agglomération de ces matières en pastilles. 5. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on réutilise une majeure partie de :la matière réductrice non consommée, retirée de la zone de réaction gaz-solide au stade (c), en la réintroduisant dans le mé lange des matières en traitement dans la zone de réaction gaz-solide. 6. Process according to sub-claim 3, characterized in that one reuses the particles, obtained by pulverization of the fragments of pellets, withdrawn -from the gas-solid reaction zone, by introducing determined quantities of these particles into said finely divided materials before the agglomeration of these materials into pellets. 5. Method according to claim I, characterized in that one reuses a major part of: the unconsumed reducing material, withdrawn from the gas-solid reaction zone in stage (c), by reintroducing it into the mixture of materials being processed in the gas-solid reaction zone. 6. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que des gaz chauds circulent au contact @du mélange des matières en traitement et à contre-courant par rapport au mouvement général -du mélange à travers les zones de réaction, les gaz chauds traversant successivement la zone de réaction gaz-liquide, la zone de réaction gaz solide-liquide et la zone de réaction gaz-solide, et étant expulsés de cette dernière zone. 7. Process according to Claim I, characterized in that the hot gases circulate in contact with the mixture of materials being treated and in countercurrent with respect to the general movement of the mixture through the reaction zones, the hot gases successively passing through the zone. gas-liquid reaction zone, the gas-solid-liquid reaction zone and the gas-solid reaction zone, and being expelled from the latter zone. 7. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on continue à faire réagir le mélange des ma tières en traitement dans la zone de réaction gaz-solide du stade (b) jusqu'à, ce qu'au moins 95 % en poids du minerai de fer contenu dans les pastilles au départ soit à l'état métallique, avant .d'envoyer le mélange au stade (c). 8. Process according to Claim I, characterized in that the reaction of the mixture of materials under treatment in the gas-solid reaction zone of stage (b) is continued until at least 95% by weight iron ore contained in the pellets at the start or in the metallic state, before sending the mixture to stage (c). 8. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on introduit des matières d'alliage directement dans le métal ferreux liquide présent dans la zone de réaction gaz-liquide juste avant de faire sortir le métal. 9. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on limite le débit de sortie du laitier au moyen d'un étranglement réglable du courant de laitier sortant de la zone de réaction gaz liquide. 10. Process according to Claim I, characterized in that alloying materials are introduced directly into the liquid ferrous metal present in the gas-liquid reaction zone just before the metal is released. 9. The method of claim I, characterized in that the output flow rate of the slag is limited by means of an adjustable throttle of the stream of slag leaving the liquid gas reaction zone. 10. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on soumet le mélange des matières en traite ment à une action de mélange et d'agitation continue de manière à provoquer un mouvement relatif continuel entre .les parties et les morceaux de matière réductrice, et les morceaux de matière absorbant le soufre éventuelle ment présente, dans la zone de réaction gaz-solide; Process according to Claim I, characterized in that the mixture of the materials being treated is subjected to a continuous mixing and stirring action so as to cause a continuous relative movement between the parts and the pieces of reducing material, and pieces of sulfur-absorbing material possibly present in the gas-solid reaction zone; un brassage continuel des pastilles partiellement fondues, et des morceaux de fondants et de matières d'alliage éven tuellement présentes, ,dans la zone de ;réaction gaz- solide-liquide; et une agitation continuelle du métal fer reux liquide et du laitier dans la zone de réaction gaz- liquide. 11. continuous stirring of the partially melted pellets, and pieces of flux and alloying material if present, in the gas-solid-liquid reaction zone; and continual agitation of the liquid iron metal and slag in the gas-liquid reaction zone. 11. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que .la chaleur de fusion est fournie directement à la zone de réaction gaz-solide-liquide, et en ce que la cha leur d'affinage est fournie indépendamment, :directement à la zone de réaction gaz-liquide. 12. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que les zones de réaction gaz-solide, gaz-solide-liquide et gaz-liquide .sont rotatives, coaxiales et de forme al longée. Process according to Claim I, characterized in that the heat of fusion is supplied directly to the gas-solid-liquid reaction zone, and in that the refining heat is supplied independently,: directly to the reaction zone gas-liquid. 12. The method of claim I, characterized in that the gas-solid, gas-solid-liquid and gas-liquid reaction zones are rotary, coaxial and long-shaped. REVENDICATION II Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, caractérisé par la combinaison d'un ré acteur rotatif allongé, incliné vers le bas suivant un fai ble angle sur l'horizontale et contenant une zone de réaction gaz-,solide, une zone de réaction gaz-solide- liquide et une zone de réaction gaz-.liquide s'étendant dans cet ordre de l'extrémité d'entrée à l'extrémité de sortie du réacteur, CLAIM II Apparatus for carrying out the method according to claim I, characterized by the combination of an elongated rotary reactor, inclined downwards at a low angle to the horizontal and containing a gas-solid reaction zone , a gas-solid-liquid reaction zone and a gas-liquid reaction zone extending in this order from the inlet end to the outlet end of the reactor, des moyens d'alimentation pour l'in troduction de matières premières solides comprenant les dites pastilles contenant de d'oxyde de fer et lesdits mor ceaux de matière réductrice dans l'extrémité d'entrée du réacteur, des moyens d'alimentation de gaz espacés le long de la zone de réaction gaz-solide, aptes à fournir et introduire un, gaz contenant de l'oxygène libre dans le réacteur pour qu'il réagisse avec la matière réductrice et que la charge soit ainsi chauffée; feed means for the introduction of solid raw materials comprising said pellets containing iron oxide and said pieces of reducing material into the inlet end of the reactor, spaced gas feed means along the gas-solid reaction zone, capable of supplying and introducing a gas containing free oxygen into the reactor so that it reacts with the reducing material and that the charge is thus heated; des moyens de s6pa- ration et d'évacuation des matières fines, formant une partie de la paroi du réacteur avec .des ouvertures de tamis aptes à retirer des matières fines de la zone de réaction gaz-solide, y compris la matière réductrice res tant éventuellement en excès après la .réduction com plète, tout en retenant les matières grossières, y compris les morceaux réduits de fer métallique, à l'intérieur du réacteur, en vue de traitements ultérieurs ; means for separating and removing fines, forming part of the wall of the reactor with sieve openings suitable for removing fines from the gas-solid reaction zone, including the reducing material remaining. possibly in excess after complete reduction, while retaining coarse materials, including reduced pieces of metallic iron, inside the reactor for further processing; un brûleur pour l'introduction de chaleur directement dans la zone de réaction gaz-solide-liquide pour la fusion, donnant naissance à deux phases liquides consistant en métal et en laitier, des moyens rotatifs pour l'agitation, l'avance et l'activation du chauffage des matières solides et liqui des en traitement par rotation des parois internes du réacteur ; un brûleur à l'extrémité de sortie du réacteur pour l'introduction de chaleur pour l'affinage directe ment dans la zone de réaction gaz-liquide, grâce à quoi un métal liquide et un laitier de composition et de tem pérature désirées sont obtenus, et un moyen d'évacua tion pour l'évacuation du métal liquide et du laitier du réacteur. SOUS-REVENDICATIONS 13. a burner for the introduction of heat directly into the gas-solid-liquid reaction zone for melting, giving rise to two liquid phases consisting of metal and slag, rotary means for agitation, advance and activating the heating of the solids and liquids in treatment by rotating the internal walls of the reactor; a burner at the outlet end of the reactor for the introduction of heat for refining directly into the gas-liquid reaction zone, whereby liquid metal and slag of desired composition and temperature are obtained, and an evacuation means for evacuating the liquid metal and the slag from the reactor. SUB-CLAIMS 13. Appareil selon la revendication II, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins un dispositif d'alimentation supplémentaire, destiné à l'introduction de matières premières dans la zone de réaction gaz-solide par une ouverture ménagée dans la paroi longitudinale circonférentielle du réacteur le long -de celui-ci. 14. Apparatus according to claim II, characterized in that it further comprises at least one additional feed device, intended for the introduction of raw materials into the gas-solid reaction zone through an opening made in the circumferential longitudinal wall of the reactor along it. 14. Appareil selon la revendication II ou la sous- revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend éga lement une plaque déflectrice circulaire placée axiale- ment, sensiblement perpendiculairement à l'axe longitu dinal du réacteur et disposée devant au moins un aju= toge de tuyaux à combustible, de manière que le com bustible qui sort de l'ajutage rencontre ladite plaque et soit dirigé vers l'extérieur, contre la paroi interne du réacteur au voisinage de la jonction entre les zones de réaction gaz-solide et gaz-solide-liquide. 15. Apparatus according to claim II or sub-claim 13, characterized in that it also comprises a circular deflector plate placed axially, substantially perpendicular to the longitudinal axis of the reactor and arranged in front of at least one gasket. fuel pipes, so that the fuel which leaves the nozzle meets said plate and is directed outwards, against the internal wall of the reactor in the vicinity of the junction between the gas-solid and gas-solid reaction zones -liquid. 15. Appareil selon la revendication II, caractérisé en ce qu'il comporte également un barrage à laitier, dont la position est réglable et qui pénètre dans la couche de laitier présente dans la zone de réaction gaz-.liquide, et apte à limiter et à régler le débit du laitier à travers une ouverture d'évacuation axiale à l'extrémité de sortie du réacteur. 16. Apparatus according to claim II, characterized in that it also comprises a slag dam, the position of which is adjustable and which penetrates the layer of slag present in the gas-liquid reaction zone, and capable of limiting and regulating the flow of slag through an axial discharge opening at the outlet end of the reactor. 16. Appareil selon la revendication II, caractérisé en ce qu'un barrage à laitier est fixé de manière à s'étendre vers le bas à partir -du brûleur disposé à l'ex trémité de sortie et en ce qu'il comporte également un chariot mobile portant le brûleur et .le barrage à laitier, avec un dispositif de réglage horizontal apte à fixer .la position du chariot par rapport à un contact mouvant avec le réacteur, et au moins un dispositif de réglage vertical apte à fixer la position verticale du barrage à laitier par rapport au chariot. 17. Apparatus according to claim II, characterized in that a slag dam is fixed so as to extend downwards from the burner disposed at the outlet end and in that it also comprises a movable carriage carrying the burner and the slag dam, with a horizontal adjustment device suitable for fixing the position of the carriage with respect to a moving contact with the reactor, and at least one vertical adjustment device suitable for fixing the vertical position of the dam slag relative to the carriage. 17. Appareil selon la revendication II, caractérisé en ce que ledit dispositif d'alimentation à l'extrémité d'entrée du réacteur comprend un tuyau d'alimentation cylindrique rotatif incliné vers le bas dans la direction d'avance des matières dans le tuyau, et :dont l'extrémité de sortie est disposée au voisinage ide la paroi interne du réacteur afin de diminuer la hauteur d e chute des matiè res premières à partir @de l'extrémité de sortie du tuyau d'alimentation et réduire au minimum la possibilité de bris des matières premières. 18. Apparatus according to claim II, characterized in that said feed device at the inlet end of the reactor comprises a rotatable cylindrical feed pipe inclined downwardly in the direction of advance of materials in the pipe, and: the outlet end of which is disposed in the vicinity of the inner wall of the reactor in order to decrease the height of fall of the raw materials from the outlet end of the supply pipe and to minimize the possibility of breakage of the raw materials. 18. Appareil selon la revendication II, caractérisé en ce que ladite section de tamisage comprend une pluralité de segments de tamisage adjacents, disposés circonféren- tiallement autour du réacteur, chacun desdits segments comprenant une plaque -de tamis interne, une cavité fermée sur le côté extérieur @de ladite plaque de tamis pour recevoir les matières fines et entourée de .parois destinées à séparer chacune , Apparatus according to claim II, characterized in that said sieve section comprises a plurality of adjacent sieve segments disposed circumferentially around the reactor, each of said segments comprising an internal screen plate, a closed cavity on the outer side. of said screen plate to receive the fine materials and surrounded by walls intended to separate each, desdites .cavités fermées des cavités adjacentes et de l'atmosphère extérieure, au moins une ouverture d'évacuation avec une porte com- mandable disposée dans lesdites parois entourant cha cune des cavités, et un dispositif d'actionnement pour l'ouverture des portes pour faire sortir périodiquement des matières fines de l'intérieur desdites cavités fermées à intervalles choisis pendant la rotation du réacteur. 19. said closed cavities from the adjacent cavities and from the external atmosphere, at least one discharge opening with a controllable door arranged in said walls surrounding each of the cavities, and an actuator for opening the doors for periodically exiting fine materials from the interior of said closed cavities at selected intervals during the rotation of the reactor. 19. Appareil selon la sous-revendication 18, carac térisé en ce que chacune desdites plaques de tamis ad jacente est disposée de manière à être .en contact avec, et sensiblement recouverte par, le mélange des matières en traitement dans le réacteur pendant une partie de chaque tour du réacteur, et en ce que chaque : Apparatus according to sub-claim 18, characterized in that each of said adjacent screen plates is disposed so as to be in contact with, and substantially covered by, the mixture of materials being processed in the reactor for a portion of each. reactor turn, and in that each: porte est actionnable de manière à faire sortir les matières fines seulement pendant que toute la plaque -de tamis de la cavité fermée est sensiblement recouverte par, et en con tact avec, le mélange des matières -en traitement dans le réacteur, lesdites matières empêchant ,le libre passage des gaz entre l'intérieur et l'extérieur du réacteur, à tra vers lesdites cavités, pendant la partie d'un tour du ré acteur au cours de laquelle lesdites portes d'évacuation sont ouvertes pour faire sortir ,les matières fines de l'in térieur desdites cavités. 20. door is operable so as to release fine materials only while the entire screen plate of the closed cavity is substantially covered by, and in contact with, the mixture of materials being processed in the reactor, said materials preventing, the free passage of gases between the interior and exterior of the reactor, through said cavities, during the part of a revolution of the reactor during which said evacuation doors are open to release the fine materials from the interior of said cavities. 20. Appareil selon la revendication II, caractérisé en ce qu'il comporte un barrage annulaire s'étendant vers l'intérieur à partir -de la paroi interne du réacteur pour séparer la zone de réaction gaz-solide de ila zone de réaction gaz-solide-liquide et constituer une barrière de séparation assurant la transition de l'une à l'autre de ces zones. 21. Appareil .selon la .sous-revendication 20, carac térisé en ce qu'une profondeur appréciable de métal liquide est maintenue contre le côté de .sortie dudit bar rage. 22. Apparatus according to claim II, characterized in that it comprises an annular barrier extending inwardly from the internal wall of the reactor to separate the gas-solid reaction zone from the gas-solid reaction zone. liquid and constitute a separation barrier ensuring the transition from one of these zones to the other. 21. Apparatus according to .sub-claim 20, characterized in that an appreciable depth of liquid metal is held against the outlet side of said bar rage. 22. Appareil selon la revendication II, caractérisé en ce que des gaz chauds sont évacués de manière à s'écou ler de l'extrémité<B>-de</B> sortie à l'extrémité d'entrée dans le réacteur, et en ce qu'il comporte un rideau de gaz annulaire émis radialement vers l'extérieur sous pres sion à partir d'au moins un ajutage à fentes annulaires, pour qu'il rencontre la surface interne -de ladite ouver ture de .sortie afin de l'imiter l'entrée d'air secondaire dans le réacteur. Apparatus according to claim II, characterized in that hot gases are evacuated so as to flow from the exit <B> -de </B> end to the inlet end in the reactor, and in that that it comprises an annular gas curtain emitted radially outwards under pressure from at least one nozzle with annular slots, so that it meets the internal surface of said outlet opening in order to mimic the entry of secondary air into the reactor.
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