FR2520756A1 - Procede et appareil de production continue de pastilles non frittees - Google Patents

Abstract

PROCEDE ET APPAREIL DE PRODUCTION CONTINUE DE PASTILLES NON FRITTEES. LES PASTILLES VERTES, CONTENANT 6 A 20 EN POIDS D'EAU, SONT INTRODUITES 2 DANS UN REACTEUR TUBULAIRE 1 DONT ELLES TRAVERSENT SUCCESSIVEMENT UNE ZONE A DE PRETRAITEMENT PAR UN GAZ CONTENANT AU MAXIMUM 70 D'HUMIDITE RELATIVE, ET DONT LA TEMPERATURE EST DE 65 A 250C, POUR ENLEVER AU MOINS 4 D'EAU EN LAISSANT AU MOINS 2 D'EAU, UNE ZONE B D'HYDRATATION, ALIMENTEE 6 PAR UN GAZ A UNE TEMPERATURE DE 50 A 100C ET QUI CONTIENT DE LA VAPEUR D'EAU SATUREE; ET UNE ZONE C DE SECHAGE, ALIMENTEE PAR UN GAZ CHAUD (100 A 300C) POUR DURCIR LES PASTILLES, QUI SORTENT EN 3. APPLICATION: PRODUCTION DE PASTILLES COMPORTANT DU LIANT HYDRAULIQUE, DES FINES DE MINERAI DE FER ET DES OXYDES DE METAUX FERREUX ET NON FERREUX.

Description

La présente invention concerne un procédé et un appareil pour fabriquer en

continu une boulette ou pastille non frittée ou une briquette non frittée (appelée ci-après, de façon générale, une'pasti 11 e non frittée") Le procédé comprend les étapes consistant à ajouter un liant hydraulique et de l'eau à des matières premières comprenant au moins une fine de minerai de fer,

une fine de minerai non ferreux et une poussière contenant princi-

palement des oxydes de fer ou d'un métal non ferreux, et à les mélanger; à donner au mélange résultant la forme d'une pastille verte ou d'une briquette verte (ce que l'on appelle de façon générale ci-après une "pastille verte") et à faire durcir, sans frittage,

la pastille verte ainsi formée pour obtenir une pastille non frittée.

On connalt les procédés suivants pour fabriquer une -pastille ou boulette non frittée ( 1) le procédé Granges Selon ce procédé, on introduit une pastille verte, avec une fine de minerai de fer, dans un premier récipient dans lequel on les maintient pendant environ 1 jour et demi pour les

hydrater puis l'on introduit la pastille verte dans un second réci-

pient dans lequel on la maintient pendant une période d'environ 5 jours pour l'hydrater puis l'on maintient cette pastille verte dans une aire extérieure durant 20 jours pour en permettre l'hydratation, puis l'on fait durcir cette pastille verte pour fabriquer une

pastille non frittée.

( 2) Procédé COBO Selon ce procédé, on introduit une pastille verte dans un récipient dans lequel on insuffle de la vapeur d'eau sous pression élevée à une température d'environ 200 'C pour hydrater la pastille verte dans le récipient en faisant durcir cette pastille

verte pour fabriquer une pastille non frittée.

( 3) Procédé "Nippon Steel": Selon ce procédé, on maintient une pastille verte dans un stockage sous abri durant 3 jours environ pour l'hydrater, puis on maintient la pastille verte dans une aire extérieure durant 5 jours environ pour l'hydrater, afin de faire durcir la pastille

verte et de fabriquer une pastille non frittée.

Cependant, les procédés ( 1) et ( 3) ci-dessus posent

des problèmes du fait qu'ils nécessitent un long temps pour l'hydra-

tatîon de la pastille verte, et le procédé ( 2) ci-dessus implique un problème de sécurité et économique car il exige de la vapeur d'eau à température élevée et à forte pression pour hydrater la pastille verte. La demande de brevet européen publiée sous le n' 003665, du 22 Ao Ot 1979, décrit, pour fabriquer en continu une pastille non frittée, un procédé permettant de résoudre les problèmes précités et d'hydrater une pastille verte en un temps relativement court sans nécessiter de vapeur d'eau à grande température et forte

pression (ce que l'on appelle ci-après "l'art antérieur").

Plus particulièrement, l'art antérieur décrit un procédé pour fabriquer en continu une pastille non frittée, procédé comprenant les étapes selon lesquelles on introduit continuellement une pastille verte dans un réacteur de type tubulaire comprenant une

zone de prétraitement, suivie d'une zone de réaction d'hydratation elle-

même suivie d'une zone de séchage, afin de faire passer la pastille verte continuellement et successivement par les zones de prétraitement,

de réaction d'hydratation et de séchage; on insuffle un gaz de trai-

tement préliminaire, présentant une humidité relative de 80 à 100 % et ayant une température pouvant aller jusqu'à un maximum de 6 O'C, dans la zone de traitement préliminaire pour prétraiter dans cette zone la pastille verte; on insuffle un gaz à une température de 900 C à 100 , contenant de la vapeur d'eau saturée, dans la zone de réaction d'hydratation pour hydrater la pastille verte dans cette zone; et l'on insuffle un gaz de séchage, à une température de 100 C à 540 C, dans la zone de séchage pour sécher la pastille verte dans cette zone, en faisant durcir cette pastille verte dans la zone de

séchage afin de fabriquer en continu une pastille non frittée.

Cependant, l'art antérieur pose des problèmes du fait que, lors de l'hydratation de la pastille verte dans la zone de réaction d'hydratation, une partie de la pastille verte se désagrège dans cette zone de réaction d'hydratation Lorsqu'une partie de pastille verte se désagrège ainsi, non seulement le rendement en produit diminue, mais les produits résultant de la désagrégation provoquent une adhérence mutuelle entre d'autres morceaux sains de pastille verte dans le réacteur de type tubulaire, pour former des amas L'adhérence de ces amas à la surface interne de la paroi latérale du réacteur tubulaire entraîne des dépôts dans le réacteur tubulaire, ce qui emp che un transfert facile de la pastille verte parcourant le réacteur tubulaire et, enfin, cela rend impossible

la fabrication d'une pastille non frittée.

En tenant compte de ces problèmes, il existe une demande croissante pour la mise au point d'un procédé et d'un appareil de fabrication continue, à rendement élevé, d'une pastille non frittée, à grande résistance mécanique et haute qualité, procédé et appareil qui ne provoquent pas la désagrégation

d'une pastille verte dans un réacteur tubulaire lors de la fabri-

cation continue d'une pastille non frittée par introduction continue de la pastille verte dans le réacteur de type tubulaire comprenant une zone de prétraitement, une zone de réaction d'hydratation suivant la zone de prétraitement et suivie d'une zone de séchage, pour faire passer cette pastille verte successivement par lesdites zones de prétraitement, de réaction d'hydratation et de séchage et pour faire durcir pendant ce temps la pastille verte Cependant, un tel procédé et un tel appareil n'ont pas été proposés jusqu'à présent. Un objet de la présente invention consiste donc à proposer un procédé et un appareil pour fabriquer une pastille non frittée, permettant, lors de la fabrication d'une pastille non frittée par introduction continue d'une pastille verte dans un réacteur de type tubulaire et durcissement sans frittage de la pastille verte dans ce réacteur tubulaire, une fabrication continue d'une pastille non frittée, à grande résistance mécanique et haute qualité, que l'on obtient avec un rendement élevé sans provoquer

de désagrégation de la pastille verte dans le réacteur tubulaire.

Selon l'une des caractéristiques de la présente invention, celle-ci propose un procédé de fabrication continue d'une pastille non frittée, selon lequel: on ajoute un liant hydraulique et de l'eau à des matières premières comprenant au moins une fine de minerai de fer,

une fine de minerai non ferreux et une poussière contenant princi-

palement des oxydes de fer et d'au moins un métal non ferreux, et on les mélange; on façonne le mélange résultant pour préparer une pastille verte ayant une teneur en eau comprise entre 6 et 207 en poids; on introduit continuellement de tellespastillesvertesdans un réacteur de type tubulaire comprenant une zone de prétraitement, suivie d'une zone de réaction d'hydratation elle-meme suivie d'une

réaction de séchage, pour faire passer continuellement et successi-

vement ces pastilles vertes dans les zones de prétraitement, de réaction d'hydratation et de séchage; on insuffle dans la zone de prétraitement un gaz de prétraitement à une température prescrite pour effectuer le traitement préliminaire des pastilles vertes dans ladite zone; on insuffle un gaz de réaction d'hydratation, à une température comprise entre 50 et 100 C et contenant de la vapeur d'eau saturée, dans la zone de réaction d'hydratation pour hydrater les pastilles vertes dans ladite zone; et l'on insuffle un gaz de séchage, à une température comprise entre 100 et 300 *C, dans la zone de séchage pour sécher les pastilles vertes s'y trouvant, afin de faire durcir ces pastilles vertes dans cette zone de séchage et de fabriquer en continu des pastilles non frittées; le procédé étant caractérisé en ce que:

on insuffle un gaz de traitement préliminaire présen-

tant une humidité relative dont le maximum est de 70 % et se situant

à une température comprise entre 650 et 2500 C dans la zone de pré-

traitement pour effectuer le séchage préliminaire des pastilles

vertes dans ladite zone de prétraitement, jusqu'à ce que la diffé-

rence de teneur en eau d'une pastille verte, avant et après le séchage préliminaire, représente au moins 4 % en poids, la teneur en eau se situant entre les limites fixées pour lesdites pastilles vertes dans la zone de prétraitement et selon lesquelles cette

pastille contient au moins 2 % en poids d'eau.

L'invention sera décrite plus en détail, à titre illustratif et nullement limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels la figure 1 est un schéma illustrant une forme de réalisation de l'appareil servant dans le procédé de la présente invention; et la figure 2 est un schéma illustrant une autre forme de réalisation de l'appareil utilisé dans le procédé de la

présente invention.

En partant du point de vue précité, il a été effectué des études poussées en vue de mettre au point un procédé et un appareil pour fabriquer une pastille non frittée et qui permettent, lors de la fabrication d'une pastille non frittée par introduction en continu d'une pastille non frittée dans un réacteur de type tubulaire et durcissement de cette pastille sans son frittage dans ce réacteur, une fabrication continue d'une pastille non frittée, à grande solidité mécanique et haute qualité, que l'on obtient à un rendement élevé sans provoquer de désagrégation de la pastille

verte dans le réacteur de type tubulaire.

En cherchant la raison de la désagrégation des pastilles vertes dans les procédés et appareils de l'art antérieur

décrit ci-dessus, il a été trouvé ce qui suit Comme mentionné ci-

dessus, l'art antérieur consiste à introduire continuellement des pastilles vertes dans un réacteur de type tubulaire comportant une zone de prétraitement,suivie d'une zone de réaction d'hydratation

elle-même suivie d'une zone de séchage afin de faire passer continuel-

lement et successivement les pastilles vertes par lesdites zones de

prétraitement, de réaction d'hydratation et de séchage; le prétrati-

tement desdites pastilles vertes dans les zones de prétraitement,

l'hydratation des pastilles vertes dans la zone de réaction d'hydra-

tation et le séchage des pastilles vertes dans la zone de séchage.

Le prétraitement précité de la pastille verte dans la zone de pré-

traitement a pour objet de soumettre, dans cette zone de prétrai-

tement, la pastille verte à une hydratation préliminaire réalisée à l'aide d'un gaz de prétraitement présentant une humidité relative comprise entre 80 et 1007 et se trouvant à une température dont le

maximum est de 600 C, gaz que l'on insuffle dans la zone de prétrai-

tement Cependant, puisqu'une pastille verte contient en général de 6 à 20 % en poids d'eau, la teneur en eau de la pstille verte devient excessive et provoque le ramollissement de la surface qui devient collante du fait de l'hydratation préliminaire effectuée dans la zone de prétraitement et du fait de l'hydratation réalisée

dans la zone de réaction d'hydratation De plus, pendant l'hydrata-

tion de la pastille verte à l'aide d'un gaz à température élevée dans la zone de réaction d'hydratation, l'eau contenue dans la pastille verte s'évapore soudainement pour provoquer une explosion de vapeur d'eau, ce qui conduit à une désagrégation de la pastille verte. En raison de la cause précitée de désagrégation de la pastille verte dans l'art antérieur, il a été trouvé possible d'empêcher une désagrégation de la pastille verte en séchant cette pastille verte dans la zone de prétraitement, à l'aide d'un gaz de prétraitement présentant une humidité relative dont le maximum est de 70 X et dont la température se situe entre 650 et 2500 C. La présente invention a été faite en se fondant sur la découverte précitée, et le procédé pour fabriquer une pastille non frittée selon la présente invention comprend: l'addition d'un liant hydraulique et d'eau à des matières premières comprenant au moins une fine de minerai de fer, une fine de minerai non ferreux et une poussière contenant surtout des oxydes de fer et/ou d'au moins un métal non ferreux, et leur mélange; le façonnage du mélange résultant pour préparer une pastille verte ayant une teneur en eau comprise entre 6 et 20 % en poids; l'introduction continue de telles pastilles vertes dans un réacteur du type tubulaire comprenant une zone de prétraitement suivie d'une zone d'hydratation elle-même suivie d'une zone de séchage, afin de faire continuellement et successivement passer les pastilles vertes par lesdites zones de prétraitement, de réaction d'hydratation et

de séchage; l'insufflation d'un gaz de prétraitement à une tempéra-

ture prescrite dans ladite zone de prétraitement pour effectuer le prétraitement des pastilles vertes se trouvant dans cette zone; l'insufflation d'un gaz destiné à la réaction d'hydratation, à une température comprise entre 50 et 100 'C et contenant de la vapeur d'eau saturée, dans cette zone de réaction d'hydratation pour hydrater les pastilles vertes se trouvant dans cette zone; et l'insufflation d'un gaz de séchage, à une température comprise entre 100 et 3000 C, dans cette zone de séchage pour sécher les pastilles vertes s'y trouvant, afin de les faire durcir dans la zone de séchage et de fabriquer en continu des pastilles non frittées; le procédé étant caractérisé en ce que on insuffle du gaz de traitement préliminaire présentant une humidité relative d'au maximum 70 % et se trouvant à une température comprise entre 65 et 2500 C dans ladite zone de prétraitement pour soumettre les pastilles vertes se trouvant dans cette zone de prétraitement à séchage préliminaire jusqu'à ce que la différence de teneur en eau dans la pastille verte, avant et après le prétraitement, représente au moins 4 % en poids, étant bien

entendu que les pastilles vertes se trouvant dans la zone de pré-

traitement contiennent au moins 2 % en poids d'eau.

Le traitrement préliminaire des pastilles vertes

dans la zone de traitement préliminaire, à l'aide d'un gaz de pré-

traitement présentant une humidité relative d'au maximum 70 % et se trouvant à une température comprise entre 650 et 2500 C, que l'on insuffle dans la zone de prétraitement, a pour objet d'emptcher,

pendant l'hydratation effectuée dans la zone de réaction d'hydrata-

tion, la pastille verte qui contient de 6 à 20 % en poids d'eau, de présenter une teneur excessive en eau risquant de conduire à la formation d'une surface molle et collante et a pour but d'éviter, pendant l'hydratation de la pastille verte, dans la zone de réaction d'hydratation> à l'aide d'un gaz à température élevée, que l'eau contenue dans la pastille verte ne se vaporise soudainement et ne

provoque une explosion de vapeur d'eau.

Le gaz de traitement préliminaire doit présenter une humidité relative d'au maximum 707 % et une température comprise entre

650 et 250 *C Si l'humidité relative du gaz de traitement prélimi-

naire est supérieure à 70 %, il devient difficile d'effectuer en une courte période de temps le séchage préliminaire de la pastille verte dans la zone de prétraitement jusqu'à une valeur prescrite indiquée ci-après Si la température du gaz de prétraitement est inférieure à 650 C, il est difficile d'effectuer en une courte période de temps le séchage préliminaire de la pastille verte, dans la zone de prétraitement, jusqu'à une valeur prescrite Quand, par ailleurs, la température du gaz de prétraitement est supérieure t 2500 C, la pastille verte subit dans la zone de prétraitement un choc thermique dû au gaz de prétraitement, et cela peut conduire à

une désagrégation de la pastille verte.

Il convient d'effectuer le séchage préliminaire de la pastille verte dans la zone de prétraitement jusqu'à ce que la différence de teneur en eau dans la pastille verte, entre la teneur avant et la teneur après le séchage préliminaire, atteigne au mains 4 %, étant bien entendu que la pastille verte se trouvant dans la zone de traitement préliminaire doit contenir au moins 2 % en poids d'eau Si la teneur en eau de la pastille verte est, après

le séchage préliminaire, inférieure à 2 % en poids, il devient dif-

ficile d'hydrater cette pastille verte dans la zone de réaction d'hydratation et il en résulte l'impossibilité de fabriquer une pastille non frittée de grande qualité Lorsque la différence de teneur en eau dans la pastille verte, entre la teneur avant et la teneur après le préséchage, est inférieure à 4 % en poids, il est impossible, pendant l'hydratation de la pastille verte dans la zone de réaction d'hydratation à l'aide d'un gaz a température élevée, d'empocher l'explosion de vapeur d'eau due à une vaporisation soudaine

de l'eau contenue dans la pastille verte.

Comme gaz destiné à hydrater la pastille verte dans la zone de réaction d'hydratation, on utilise un gaz contenant de la vapeur d'eau saturée car, lorsque la température du gaz de réaction d'hydratation, contenant de la vapeur d'eau saturée, diminue par échange de chaleur avec la pastille verte dans la zone de réaction d'hydratation, au mains une partie de la vapeur d'eau contenue dans ce gaz de réaction d'hydratation se condense pour engendrer de la chaleur de condensation qui compense la chaleur du gaz de réaction d'hydratation perdue par échange de chaleur avec la pastille verte,

ce qui permet un chauffage efficace de la pastille verte La tempé-

rature du gaz de réaction d'hydratation doit se situer entre 50 et 100 C Si la température de ce gaz de réaction d'hydratation est inférieure à 60 C, il faut beaucoup de temps pour hydrater la pastille verte Une température de gaz de réaction d'hydratation supérieure a 100 C donne, par ailleurs, naissance à des problèmes

de sécurité et de rentabilité.

Le séchage de la pastille verte, dans la zone de séchage, à l'aide d'un gaz de séchage insufflé dans cette zone a pour but de diminuer la teneur en eau de la pastille après son hydratation pour obtenir une pastille non frittée ayant une grande résistance à l'écrasement La température du gaz de séchage doit 6 e situer entre 100 et 3000 C Si la température du gaz de séchage est inférieure à 1001 C, le séchage n'exerce qu'un effet médiocre d'amélioration de la résistance à l'écrasement de la pastille non frittée Par ailleurs, si la température du gaz de séchage est supérieure à 3000 C, on constate une détérioration de la résistance

à l'écrasement de la pastille frittée.

L'utilisation d'un gaz contenant au moins 37 en volume de dioxyde de carbone, comme gaz de séchage dans la zone de séchage, permet très efficacement d'augmenter la résistance à l'écrasement de la pastille non frittée Plus particulièrement, lorsque, après son hydratation, on sèche la pastille verte en utilisant un gaz

contenant au moins 3 / en volume de dioxyde de carbone ou gaz carbo-

nique, non seulement on sèche la pastille, mais on soumet les hydrates contenant du calcium et présentsdans la pastille verte à une réaction de carbonatation produisant dans cette pastille verte du carbonate de calcium (Ca CO 3) Il en résulte qu'on peut obtenir

une pastille non frittée ayant une meilleure résistance à l'écrase-

ment La teneur en gaz carbonique du gaz de séchage doit tre au moins de 3 % en volume Une teneur en gaz carbonique inférieure à 3 X en volume ne peut avoir pour effet d'améliorer, par la réaction précitée de carbonatation, la résistance à l'écrasement de la

pastille non frittée.

On va maintenant décrire, de manière plus détaillée encore, le procédé et l'appareil de fabrication continue d'une pastille non frittée, selon la présente invention, en se référant

aux figures annexées.

La figure 1 est un schéma illustrant une forme de réalisation de l'appareil de fabrication d'une pastille non frittée, que l'on utilise dans le procédé de la présente invention Sur la figure 1, l désigne un réacteur de type tubulaire comportant à son extrémité supérieure une admission 2 des pastilles vertes et à son extrémité inférieure une sortie 3 de pastilles non frittées Le réacteur 1 de type tubulaire comprend une zone A de prétraitement suivie d'une zone B de réaction d'hydratation elle-meme suivie d'une zone C de séchage, et ce réacteur 1 de type tubulaire est destiné à contenir des pastilles vertes introduites continuellement

par l'admission 2.

La zone A de prétraitement comporte,sur une paroi latérale la, un orifice 4 d'insufflation de gaz de prétraitement et un orifice 5 de sortie de gaz de prétraitementsitué sous l'orifice 4 d'insufflation de gaz de prétraitement et, de meme, sur son autre

paroi latérale lb, un autre orifice 4 ' d'insufflation de gaz de pré-

traitement et un autre orifice 5 ' de sortie de gaz de prétraitement, situé sous l'orifice 4 ' La zone A de traitement préliminaire est destinée à effectuer le séchage préliminaire des pastilles vertes se trouvant dans cette zone A, jusqu'à ce que la différence de teneur en eau dans les pastilles vertes, entre avant et après le préséchage, représente au moins 4 % en poids, étant bien entendu que les pastilles vertes présentes dans la zone A de prétraitement contiennent au moins 2 % en poids d'eau, le séchage préliminaire étant réalisé à l'aide d'un gaz de prêtraitement dont l'humidité relative est d'au maximum 70 et dont la température se situe entre et 2500 C Ce gaz est insufflé dans la zone A de prétraitement par lés orifices 4 et 4 ' d'insufflation de gaz et il sort, vers l'extérieur de cette zone, par les orifices 5 et 5 ' de sortie de gaz de prétraitement Les orifices 4 et 4 ' d'insufflation de gaz de prétraitement peuvent etre ménagés à la partie supérieure de la zone

A de prêtraitement.

La zone B de réaction d'hydratation comporte, sur

ses parois latérales opposées la et lb, plusieurs orifices 6 d'insuf-

flation d'un gaz de réaction d'hydratation et plusieurs orifices 7 de sortie de ce gaz de réaction d'hydratation Les orifices 6 d'insufflation sont disposés en face des orifices 7 de sortie du gaz de réaction d'hydratation La zone B de réaction d'hydratation est destinée à hydrater les pastilles vertes à l'aide d'un gaz de réaction d'hydratation dont la température se situe entre 50 et 1000 C et qui contient de la vapeur d'eau saturée Ce gaz est insufflé dans la zone B par des orifices 6 et il en sort par des orifices 7

de sortie de gaz de réaction d'hydratation Dans la forme de réali-

sation représentée sur la figure 1, les orifices 6 d'insufflation de gaz comprennent trois orifices 6 a, 6 b et 6 c d'insufflation et les orifices de sortie de gaz comprennent trois orifices 7 a, 7 b et 7 c Des gaz de réaction d'hydratation, à des températures différentes comprises entre 50 et 100 'C, sont insufflés respectivement par les orifices 6 a, 6 b et 6 c dans la zone B de réaction d'hydratation, et ces gaz en sortent par les orifices 7 a, 7 b et 7 c de sortie de gaz

de réaction d'hydratation.

La zone C de séchage comporte sur ses parois latérales opposées la et lb un orifice 8 d'insufflation de gaz de séchage et un orifice 9 de sortie de ce gaz L'orifice 8 est ménagé en face de l'orifice 9 de sortie du gaz La zone C de séchage est destinée à sécher les pastilles vertes se trouvant dans cette zone pour la fabrication en continu de pastilles non frittées, à l'aide d'un gaz de séchage dont la température se situe entre 100 et 3 G 00 C et qui est insufflé dans cette zone C par un orifice 8 d'insufflation et en sort par un orifice 9 de sortie de gaz de séchage Sur la

figure 1, la référence 10 désigne un convoyeur, placé sous l'extré-

mité inférieure du réacteur tubulaire 1 et destiné à transporter des pastilles non frittées déchargées par la sortie 3 de pastilles

non frittées.

Les pastilles vertes, qui contiennent de 6 à 20 % en poids d'eau et ont été introduites continuellement dans le réacteur tubulaire 1 par l'admission 2 des pastilles vertes située à la partie supérieure de ce réacteur, sont préséchées dans la zone A jusqu'à ce que la différence de teneur en eau des pastilles vertes, entre les teneurs avant et après le séchage préliminaire, soit au moins égale à 4 % en poids, étant bien entendu que les pastilles vertes se trouvant dans la zone A de prétraitement contiennent au moins 2 % en poids d'eau Le prétraitement s'effectue à l'aide d'un gaz de traitement préliminaire présentant une humidité relative dont le maximum est de 707 et ayant une température comprise entre

et 2500 C Ce gaz est insufflé par les orifices 4 et 4 ' d'insuf-

flation de gaz de prétraitement dans la zone A Les pastilles vertes prétraitées, comme mentionné ci-dessus, sont ensuite hydratées dans la zone B de réaction d'hydratation, à l'aide d'un gaz de réaction d'hydratation, dont la température se situe entre 50 et *C et qui contient de la vapeur d'eau saturée Ce gaz est

insufflé par les orifices 6 dans la zone B de réaction d'hydratation.

Lorsque la température du gaz de réaction d'hydratation s'abaisse, par échange de chaleur avec les pastilles vertes, au moins une partie de la vapeur d'eau contenue dans le gaz de réaction d'hydratation se condense pour engendrer de la vapeur de condensation qui compense la chaleur que le gaz perd par échange de chaleur avec les pastilles vertes Ainsi, dans la zone B de réaction d'hydratation, les pastilles

vertes sont efficacement chauffées et hydratées par le gaz de réac-

tion d'hydratation Le gaz de réaction d'hydratation peut etre chauffé

jusqu'à une température supérieure à la température indiquée ci-

dessus puis envoyé dans un conduit, car le gaz de réaction d'hydra-

tation peut être refroidi dans ce conduit avant d'atteindre la

zone B de réaction d'hydratation.

Comme représenté par les flèches en trait plein sur la figure 1, le gaz de réaction d'hydration est insufflé dans la zone B par des orifices 6 ménagés sur la paroi latérale la de la zone B de réaction d'hydratation, et ce gaz est déchargé à l'extérieur par des orifices 7, ménagés sur l'autre paroi latérale lb, de décharge de gaz de réaction d'hydratation L'écoulement du gaz de réaction d'hydratation peut être comouté, à des intervalles de temps

prédéterminés, pour que l'insufflation du gaz de réaction d'hydra-

tation dans la zone B s'effectue par les orifices 7 de sortie du gaz de réaction d'hydratation, ménagés sur l'autre paroi latérale

lb, la sortie du gaz s'effectuant alors vers l'extérieur en emprun-

tant les orifices 6, ménagés sur la paroi latérale la, d'insuffla-

tion de gaz de réaction d'hydratation Cela permet un chauffage plus uniforme des pastilles vertes dans la zone B de réaction d'hydratation. Les pastilles vertes hydratées dans la zone B sont séchées dans la zone C de séchage à l'aide d'un gaz de séchage, dont la température se situe entre 100 et 300 C, et qui est insufflé dans la zone C de séchage par l'orifice 8 d'insufflation de gaz de séchage, pour que les pastilles durcissent en donnant des pastilles non frittées qui sont ensuite continuellement déchargées par la sortie 3 des pastilles non frittées.

La figure 2 est un schéma illustrant une autre forme de réalisation de l'appareil de fabrication de pastilles non frittées servant dans le procédé de la présente invention Dans l'appareil représenté sur la figure 2, la zone C de séchage comprend un réacteur séparé Il de type tubulaire Le réacteur 11 comporte à son extrémité supérieure une admission 12 pour l'introduction en continu des pastilles vertes provenant de la zone B de réaction d'hydratation et, à son extrémité inférieure, une sortie 13 des pastilles non frittées ou non agglomérées Le réacteur séparé 11, de type tubulaire, comporte une zone D de refroidissement qui suit

la zone C de séchage.

A la partie inférieure de sa paroi latérale lsa, la zone C de séchage comporte au moins un orifice 14 d'insufflation de gaz de séchage et, à l'extrémité supérieure de sa paroi latérale lla, au moins un orifice 15 de sortie de gaz de séchage La zone D de refroidissement est destinée à refroidir, à l'aide d'un gaz de

refroidissement insufflé dans la zone D par un orifice 16 d'insuf-

flation de gaz de refroidissement et sortant à l'extérieur par un orifice 17 de sortie du gaz de refroidissement, les pastilles non frittées introduites dans la zone D de refroidissement en provenance de la zone C de séchage Sur la figure 2, 18 désigne un convoyeur destiné à transporter les pastilles non frittées ou non agglomérées, déchargées après hydratation par la sortie 3, du réacteur 1 de type tubulaire vers l'admission 12 du réacteur séparé Il de type tubulaire, et 19 est un convoyeur destiné à transporter les pastilles non

frittées ou non agglomérées, déchargées par la sortie 13 du réac-

teur séparé 11.

Les pastilles vertes contenant de 6 à 20 % en poids

d'eau, qui ont été continuellement introduites à l'extrémité supé-

rieure du réacteur 1 par l'admission 2, sont préséchées dans la zone A de traitement préliminaire, puis hydratées dans la zone B

de réaction d'hydratation, comme dans la première forme de réalisa-

tion décrite en référence à la figure 1, puis les pastilles sont déchargées par la sortie 3 Les pastilles vertes, déchargées de la zone B par la sortie 3, sont transportées sur les convoyeurs 10 et 18 pour alimenter en continu le réacteur séparé 11, par l'admission 12 située à la partie supérieure de ce réacteur, et les pastilles sont séchées dans la zone C de séchage pour donner des pastilles non frittées ou non agglomérées Les pastilles non frittées sont refroidies dans la zone D de refroidissement qui suit la zone C de séchage, déchargées de la sortie 13 et transportées sur le convoyeur 19 Le gaz de refroidissement peut, après avoir refroidi les pastilles non frittées et avoir été déchargé de la zone D de refroidissement par l'orifice 17 de sortie de ce gaz, être dirigé vers l'orifice 4 d'insufflation du gaz dans le réacteur 1 et y être insufflé, à titre de gaz de prétraitement, dans la zone

A de prétraitement.

Dans l'appareil mentionné ci-dessus, le réacteur séparé 11 de type tubulaire peut ne comporter que la zone C de séchage sans zone D de refroidissement Dans ce cas, les pastilles non frittées, séchées dans la zone C de séchage, sont déchargées par

la sortie 13 et peuvent refroidir à l'air libre pendant leur trans-

port sur le convoyeur 19.

Puisque les pastilles vertes continuellement intro-

duites par l'admission 2 dans le réacteur 1 tubulaire, à l'extré-

mité supérieure de ce réaction, sont préséchées dans la zone A de traitement préliminaire jusqu'à ce que la différence de teneur en eau entre avant et après préséchage devienne égale à au moins 4 % en poids, étant bien entendu que les pastilles vertes se trouvant dans la zone A doivent contenir au moins 2 % en poids d'eau, comme décrit ci-dessus, les pastilles vertes ne se désagrègent jamais

pendant leur hydratation dans la zone B de réaction d'hydratation.

Donc, la formation de dépôts, un bouchage ou un transfert-anormal des pastilles vertes ne se produit jamais dans le réacteur 1 de type tubulaire, ce qui-permet une fabrication en continu de pastilles non frittées, présentant une grande résistance mécanique, une

grande qualité et que l'on obtient à un rendement élevé.

Il est nécessaire de déterminer le débit de sortie des pastilles non frittées du réacteur 1 de type tubulaire et du réacteur sépare de type tubulaire de manière que les pastilles

vertes introduites par les admissions 2 et 12 aux extrémités supé-

rieures des réacteurs tubulaires 1 et 11 soient transférées à une

vitesse appropriée dans le réacteur 1 et dans le réacteur séparé 11.

Si le transfert précité des pastilles vertes est trop rapide, les opérations de séchage préliminaire, d'hydratation et de séchage des pastilles vertes dans le réacteur tubulaire 1 et le réacteur séparé 11 de type tubulaire deviennent insuffisantes, et l'on ne peut pas fabriquer de pastilles non frittées ayant une grande

résistance mécanique.

En donnant aux parois latérales du réacteur 1 de type tubulaire et au réacteur séparé 11 de type tubulaire un angle d'inclinaison d'environ 0,5 à 2 par rapport à l'axe vertical, de manière que ces parois latérales s'épanouissent vers le bas et l'extérieur, on garantit efficacement un transfert aisé des pastilles vertes et des pastilles non frittées dans le réacteur 1 et dans le

réacteur séparé 11, de type tubulaire.

L'invention sera maintenant décrite en détail à

l'aide d'exemples illustratifs et nullement limitatifs.

Exemple 1

On prépare des pastillesvertes, ayant une teneur moyenne en eau de 6,97 et un diamètre de 10 à 16 mm, en ajoutant 10 % en poids de ciment Portland comme liant hydraulique et une quantité prescrite d'eau à 907 en poids de fine du minerai de fer comme matière première, en mélangeant le tout en en façonnant le mélange résultant On introduit les pastillesvertesainsi préparées

dans l'appareil représenté sur la figure 2 pour soumettre succes-

sivement les pastillesvertesà des opérations de séchage préliminaire, d'hydratation, de séchage et de refroidissement dans les conditions suivantes: ( 1) Quantité des pastilles vertes introduites: 270 kg/h ( 2) Gaz de prétraitement: air à 130 C 3 * ( 3) Quantité de gaz de prétraitement insufflé: 260 m /h ( 4) Température des pastilles vertes après traitement préliminaire environ 40 'C ( 5) Teneur en eau des pastilles vertes après séchage préliminaire 2,37 en poids en moyenne ( 6) Gaz de réaction d'hydratation air à 70 'C contenant de la vapeur d'eau saturée, et vapeur d'eau à 1000 C ( 7) Quantité de gaz de réaction d'hydratation insufflé: 45 kg/h ( 8) Température des pastilles vertes après hydratation: environ 100 'C ( 9) Gaz de séchage: air à 2100 C ( 10) Quantité de gaz de séchage insufflé: 400 m */h ( 11) Température des pastilles non frittées après leur séchage environ 200 'C ( 12) Gaz de refroidissement air à la température ambiante 3 * ( 13) Quantité de gaz de refroidissement insufflé: 200 m /h ( 14) Période de séjour des pastilles vertes dans les réacteurs de type tubulaire: réacteur de type tubulaire: 9 h réacteur séparé de type tubulaire: 1 h 30 min ( 15) Programme de transfert des pastilles vertes dans les réacteurs tubulaires cycle de décharge du réacteur de type tubulaire: toutes les 6 min

distance de transfert à travers le réacteur de type tubu-

laire: environ 30 mm par cycle.

* volume, dans les conditions normales de température et de pression.

Par suite du traitement précité, alors que les pastilles vertes ont, après réaction d'hydratation, une résistance à l'écrasement de 80 kg par pastille en moyenne, les pastilles non frittées ont, après séchage dans la zone de séchage, une résistance à l'écrasement de 160 kg par pastille, en moyenne Cela prouve la possibilité de fabriquer avec un rendement élevé des pastilles non frittées ou non agglomérées, ayant une grande résistance mécanique et une grande qualité Pendant le fonctionnement de l'appareil, il n'y a jamais eu de désagrégation des pastilles vertes se déplaçant dans le réacteur de type tubulaire et, donc, aucun dépôt, aucune agglomération ni aucun transfert analogue des pastilles vertes n'ont été dus à une adhérence mutuelle de pastilles vertes avec formation d'amas dans le réacteur de type tubulaire, et cette absence de désagrégation a permis un fonctionnement stable et continu pendant

un long moment.

Parmi les conditions précitées, on a utilisé à la place de l'air un gaz contenant 20 % en volume de gaz carbonique. Cela a amélioré la résistance è l'écrasement de la pastille non frittée après son séchage, résistance qui est passée à 180 kg par pastille en moyenne, et a permis de fabriquer des pastilles non frittées, à grande résistance mécanique et à haute qualité, comme

dans le cas de l'utilisation d'air.

Exemple 4

On prépare des pastilles vertes, ayant une teneur moyenne en eau de 7,7 % en poids et un diamètre de 10 à 16 mm, en ajoutant 14 % en poids de laitier de haut fourneau granulé et concassé, 0,9 % en poids d'hydroxyde de calcium et 0,1 % en poids de gypse comme liant hydraulique et une quantité prescrite d'eau à des matières premières comprenant 32,8 % en poids de fine de minerai de fer, 26,4 % en poids de sable ferreux et 25,8 % en poids de poussière contenant principalement des oxydes de fer, en mélangeant ces matières et en façonnant le mélange résultant On introduit les pastilles vertes ainsi préparées dans l'appareil représenté sur la figure 2, pour soumettre successivement les pastilles vertes à des opérations de séchage préliminaire, d'hydratation, de séchage et de refroidissement, dans les conditions suivantes: ( 1) Quantité despastilles vertes introduites: 300 kg/h ( 2) Gaz de prétraitement: air à 1300 C ( 3) Quantité de gaz de traitement préliminaire insufflé: 450 m 3 */h ( 4) Température des pastilles vertes après traitement préliminaire environ 400 C ( 5) Teneur en eau des pastilles vertes après séchage préliminaire 2,3 % en poids en moyenne ( 6) Gaz de réaction d'hydratation: air à 700 C et 900 C, contenant de la vapeur d'eau saturée, et vapeur d'eau à 1000 C ( 7) Quantité de gaz de réaction d'hydratation insufflé: 45 kg/h ( 8) Température des pastilles après hydratation: environ 1000 C ( 9) Gaz de séchage: air à 210 'C ( 10) Quantité de gaz de séchage insufflé: 450 m 3 */h ( 11) Température des pastilles non frittées après leur séchage environ 200 'C ( 12) Gaz de refroidissement: air à la température ambiante ( 13) Quantité de gaz de refroidissement insufflé: 200 m 1 h ( 14) Période de séjour des pastilles vertes dans les réacteurs de type tubulaire; réacteur 1 de type tubulaire: 8 h réacteur Ji séparé de type tubulaire: 1 h 30 min ( 15) Programme de transfert des pastilles vertes dans les réacteurs de type tubulaire: cycle de décharge du réacteur de type tubulaire: toutes les 6 min distance de transfert à travers le réacteur de type tubulaire: environ 30 mm par cycle par suite du traitement précité, alors que les pastilles vertes présentent, après réaction d'hydratation, une résistance à l'écrasement de 85 kg par pastille en moyenne, les pastilles non frittées présentent, après séchage dans la zone de séchage, une résistance à l'écrasement qui est en moyenne de kg par pastille Cela prouve la possibilité de fabriquer, avec un rendement élevé, des pastilles non frittées ayant une grande

résistance mécanique et une grande qualité Pendant le fonctionne-

ment de l'appareil, comme à l'exemple 1, une désagrégation des pastilles vertes se déplaçant dans le réacteur de type tubulaire

ne s'est jamais produite, et, donc, aucun dépôt ou-bouchage ni trans-

fert anormal des pastilles vertes n'a été provoqué par une adhérence mutuelle de pastilles vertes, ce qui aurait formé des amas dans le réacteur de type tubulaire Cette absence de désagrégation a permis

un fonctionnement stable et continu pendant un long moment.

Le procédé et l'appareil pour fabriquer des pastilles non frittées selon la présente invention, comme décrit en détail ci-dessus, permettent de fabriquer en continu, avec un rendement f ",Fxzenpu Tl suv P ç sol Tin 919;je xnexqm Ou OP ginsoir Fnb sa te:rie Tnqn:l ed/4 op xne Z 3 vpz 01 quep 139,29 A " 11-;Zsvd sep uo-Flvgpx Svepp op ienbcxào T:; cuve 91 T Innb apueig eun le enbruv Dpm -&Duw:isri 3 px apuvil eun:Iuv Zueopxd cap:ll Tx 3 uou "IIT Ieud sep ledme Z op upo Tagd elxnoo eun ue le pàelp

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Claims (4)

1. R E V E N D I C A T I 0 N S

   REVEND Ir CATIONS

   I Procédé pour fabriquer en continu des pastilles non frittées, selon lequel on ajoute un liant hydraulique et de l'eau à des matières premières comprenant au moins une fine de minerai de fer, une fine de minerai non ferreux et une poussière contenant surtout des oxydes de fer ou de métaux non ferreux, et l'on mélange ces matières; on façonne le mélange résultant pour préparer des pastilles vertes contenant de 6 a 20 % en poids d'eau et que l'on introduit continuellement dans un réacteur de type tubulaire comprenant une zone de traitement préliminaire, suivie d'une zone d'hydratation

   elle-même suivie d'une zone de séchage, pour faire passer continuel-

   lement et successivement les pastilles vertes dans lesdites zones de traitement préliminaire, de réaction d'hydratation et de séchage;

   on insuffle dans la zone de traitement préliminaire un gaz de trai-

   tement préliminaire, à une température prédéterminée, afin de soumettre les pastilles vertes & un traitement préliminaire dans ladite zone; on insuffle un gaz de réaction d'hydratation, à une température comprise entre 50 et 100 C et qui contient de la vapeur d'eau saturée, dans la zone de réaction d'hydratation pour y hydrater les pastilles vertes; et l'on insuffle un gaz de séchage à une température comprise entre 100 et 300 C, dans la zone de séchage pour sécher les pastilles vertes, de manière à faire durcir les pastilles vertes dans la zone de séchage et à fabriquer en continu des pastilles non frittées, procédé caractérisé en ce que l'on insuffle du gaz de traitement préliminaire dont l'humidité relative est au maxisum de 707 et dont la température se situe entre et 250 C, dans la zone de traitement préliminaire pour effectuer un séchage préliminaire des pastilles vertes dans cette zone de traitement préliminaire, Jusqu'à ce que la différence de teneur en

   eau des pastilles vertes entre avant et après le séchage prélimi-

   naire soit au moins égale à 4 % en poids, étant bien entendu que

   les pastilles vertes contenues dans la zone de traitement prdlimi-

   naire comportent au moins 2 Z en poids d'eau.
2. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise, comme gaz de séchage insufflé dans la zone de

   séchage, un gaz contenant au moins 3 % en volume de gaz carbonique.
3. 3 Appareil pour la fabrication continue de pastilles

   non frittées par le procédé selon l'une des revendications 1 et 2,

   cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comporte un réacteur ( 1) du type tubulaire, équipé à son extrémité supérieure d'une admission ( 2) des pastilles vertes et à son extrémité inférieure d'une sortie ( 3) de pastilles non frittées, ce réacteur ( 1) comprenant une zone (A) de traitement préliminaire suivie d'une zone (B) de réaction d'hydratation elle-même suivie d'une zone (C) de séchage et étant destiné à contenir des pastilles vertes introduites continuellement dans le réacteur par l'admission ( 2); la zone (A) de traitement préliminaire, qui comporte sur au moins l'une de la partie supérieure et des parois latérales (la, lb) opposées au moins un orifice ( 4) d'insufflation de gaz de traitement préliminaire et au moins un orifice ( 5) de sortie du gaz de traitement préliminaire, cette zone (A) étant destinée à effectuer le séchage préliminaire des pastilles vertes jusqu'à ce que la différence entre la teneur en eau des pastilles vertes avant et après le séchage préliminaire atteigne au moins 4 % en poids, étant bien entendu que les pastilles vertes présentes dans la zone

   (A) contiennent au moins 2 % en poids d'eau, le traitement prélimi-

   naire étant réalisé à l'aide d'un gaz présentant une humidité relative dont le maximum est de 707, et une température comprise entre 65 et 2500 C et qui est insufflé dans la zone (A) par l'orifice ( 4) et déchargé à l'extérieur par l'orifice ( 5); la zone (B) de réaction d'hydratation, qui comporte sur ses parois latérales (la, lb) opposées au moins un orifice ( 6) d'insufflation de gaz de réaction d'hydratation et au moins un orifice ( 7) de sortie de ce gaz de réaction d'hydratation, ladite zone (B) étant destinée à hydrater les pastilles vertes qui s'y trouvent, à l'aide d'un gaz dont la température se situe entre 50 et 1000 C, qui contient de la vapeur d'eau saturée, et qui est insufflé dans la zone (B) par l'orifice ( 6) d'insufflation de gaz et en est déchargé vers l'extérieur par l'orifice ( 7) de sortie de gaz de réaction d'hydratation; et la zone (C) de séchage, qui comporte sur ses parois latérales (la, lb) opposées au moins un orifice ( 8) d'insufflation de gaz de séchage et au moins un orifice ( 9) de sortie du gaz de séchage, la -zone (C) étant destinée à sécher les pastilles vertes, à l'aide d'un gaz de séchage se trouvant à une température comprise entre 100 et 300 C, qui est insufflé dans la zone (C) par l'orifice ( 8) et déchargé & l'extérieur par l'orifice ( 9), afin de fabriquer

   en continu des pastilles non frittées.
4. 4 Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que la zone de séchage comprend un réacteur séparé ( 11) du type tubulaire, équipé à son extrémité supérieure d'une admission ( 12) des pastilles vertes continuellement introduites en provenance de À 15 la zone (B) de réaction d'hydratation et, a son extrémité inférieure, d'une sortie ( 13) des pastilles non frittdes, et, à l'extrémité inférieure d'une paroi latérale (lia), d'au moins un orifice ( 14) d'insufflation de gaz de séchage et,à l'extrémité supérieure,d'une paroi latérale de cette zone (B) d'au moins un orifice ( 15) de sortie du gaz de séchage, ce réacteur séparé ( 11) étant destiné à sécher les pastilles vertes, à l'aide d'un gaz de séchage se trouvant à une température comprise entre 100 et 300 C, qui est insufflé dans le réacteur ( 11) par l'orifice ( 14) et déchargé à l'extérieur par l'orifice ( 15), afin de fabriquer en continu des pastilles non

   frittées.

   Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le réacteur séparé ( 11) du type tubulaire comporte une zone (D) de refroidissement qui suit la zone (C) de séchage et comporte, sur sa paroi latérale, au moins un orifice ( 16) d'insufflation de gaz de refroidissement et au moins un orifice ( 17) de décharge de ce gaz de refroidissement, cette zone (D) étant destinée a refroidir, a l'aide d'un gaz de refroidissement insufflé dans cette zone (D) par l'orifice ( 16) et qui sort de la zone par l'orifice ( 17), les pastilles non frittées introduites dans la zone (D) en provenance

   de la zone (C) de séchage.