FR2712580A1 - Procédé pour la production de carbure de fer. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de réduction et de conversion d'oxyde métallique contenant du fer en carbure de fer, utilisant un réacteur multi-zone unique. Le procédé selon l'invention comprend l'alimentation d'un réacteur de carburation-réduction-reformage avec un matériau oxyde métallique, le recyclage du gaz de gueulard en un gaz d'alimentation, le chauffage dudit gaz d'alimentation, le mélange d'air avec le gaz d'alimentation chauffé, la combustion partielle dudit mélange d'air et du gaz d'alimentation, l'alimentation dudit mélange de gaz ayant subi une combustion partielle au fer réduit direct pour former un gaz réducteur reformé, la mise en contact de ce gaz réducteur reformé avec le matériau oxyde métallique pour former un fer réduit direct et la mise en contact de ce fer réduit avec un agent de carburation de façon à former un carbure de fer.
Description
l Arrière-plan de l'invention La présente invention se rapporte au
traitement d'oxydes métalliques contenant du fer en composés contenant du fer non oxydés et, plus particulièrement, à un procédé pour convertir l'oxyde de fer en carbure de fer. Le carbure de fer a été trouvé constituer un matériau de départ utile dans la production d'acier. Le brevet U.S. RE. n 32,247 au nom de Stephens, Jr. et le brevet U.S. n 5,137,566 au nom de Stephens, Jr. et coll. décrivent des procédés pour convertir en carbure de fer le matériau alimentant un réacteur, et ensuite en acier. Ces procédés sont dits être des perfectionnements du procédé décrit dans le
brevet U.S. n 2,780,537 au nom de Stelling et coll.
Bien que les procédés décrits dans les brevets ci-dessus constituent des améliorations importantes dans l'industrie, il existe toujours un besoin en d'autres
perfectionnements et réductions de l'équipement nécessaire.
Un premier objet de la présente invention est donc de fournir un
procédé amélioré pour convertir les oxydes de fer en carbures de fer.
Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé dans
lequel la conversion est réalisée dans un réacteur multi-zone unique.
Un autre objet de la présente invention est encore de fournir un procédé dans lequel les réactions de carburation, de réduction et de reformage de gaz sont
réalisées dans le réacteur de façon efficace.
Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé dans lequel le méthane en excès de la zone de carburation est ajouté au gaz de gueulard recyclé et reformé dans le réacteur pour fournir le gaz de réduction pour le matériau
oxyde de fer entrant.
Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé dans
lequel le réacteur fonctionne à une pression relativement basse.
D'autres objets et avantages de la présente invention apparaîtront encore
dans ce qui suit.
Résumé de l'invention Les objets et avantages décrits dans ce qui précède sont facilement
obtenus avec la présente invention.
La présente invention concerne un procédé pour une réduction et une conversion directes d'oxydes métalliques contenant du fer en produits carbures de fer. Le procédé pour convertir des oxydes métalliques en carbures de fer selon la présente invention est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant en: - alimenter un réacteur avec un matériau oxyde de métal contenant du fer, ledit réacteur consistant en un réacteur de carburation-réduction-reformage fonctionnant à une pression comprise entre environ 0,115 et environ 0,145 N / mm2 et possédant un lit de matériau oxyde de fer partiellement métallisé, un lit de fer réduit direct et un lit de carbure de fer à l'intérieur dudit réacteur, recycler le gaz de gueulard dudit réacteur de façon à fournir un gaz d'alimentation possédant une teneur en méthane d'au moins environ 8,5 % en volume, - chauffer ledit gaz d'alimentation à une température comprise entre environ 650 C et environ 850 C, - mélanger de l'air à une température comprise entre environ 650 C et environ 850 C avec ledit gaz d'alimentation chauffé dans une chambre de mélange, - réaliser la combustion partielle dudit mélange d'air et de gaz d'alimentation à une température supérieure à environ 850 C, à laquelle ledit mélange de gaz ayant subi une combustion partielle a un degré d'oxydation compris entre environ 0,27 et environ 0,32 et une force de réduction comprise entre environ 2 et environ 3, - fournir dans ledit réacteur ledit mélange de gaz ayant subi une combustion partielle audit fer réduit direct de façon à former un gaz réducteur reformé possédant un degré d'oxydation compris entre environ 0,05 et environ 0,09, - mettre en contact ledit matériau oxyde de fer avec ledit gaz réducteur reformé de façon à former un fer réduit direct et, - mettre en contact dans ledit réacteur ledit fer réduit direct avec un agent de carburation à une température comprise entre environ 550 C et environ 750 C de façon à former un carbure de fer possédant entre environ 4,0 % en poids
et environ 5,5 % en poids de carbone et au moins environ 80 % en poids de fer.
Le procédé selon la présente invention permet la conversion d'oxydes de fer en carbures de fer en utilisant un réacteur unique avec plusieurs zones de réaction adjacentes dans lesquelles le gaz de carburation en excès est mélangé avec le gaz de gueulard recyclé en présence de fer réduit direct chaud (FRD) qui catalyse la réaction de reformage du mélange de gaz en un gaz réducteur qui vient ensuite en contact avec l'oxyde de fer et le réduit directement, La réaction de reformage endothermique sert à réduire la température du FRD chaud à la valeur appropriée
pour la réaction de carburation dans la zone de carburation du réacteur.
Cette disposition améliore grandement l'efficacité globale du procédé de conversion, et permet également au procédé d'être réalisé à des niveaux de
consommation d'énergie réduits.
Courte description des figures
Une description détaillée de formes de réalisation préférées de la
présente invention, données uniquement à titre illustratif, est donnée ci-après en référence aux figures qui l'accompagnent et dans lesquelles: la figure 1 illustre de façon schématique le procédé et un dispositif pour mettre en oeuvre le procédé de la présente invention, et - la figure 2 illustre de façon schématique une autre forme de
réalisation de la présente invention.
Description détaillée
La présente invention concerne un procédé pour la conversion d'oxydes
métalliques contenant du fer en carbures de fer dans un réacteur de carburation-
réduction-reformage. La figure 1 illustre schématiquement un réacteur 10 pour la
mise en oeuvre du procédé selon la présente invention.
Selon l'invention, les oxydes métalliques contenant le fer sont alimentés au réacteur 10 par un orifice d'entrée 16. Le réacteur 10 contient des lits de matériau oxyde de fer, de fer réduit direct (FRD) et de carbure de fer, de préférence s'écoulant de façon descendante à partir de l'orifice d'entrée 16 pour l'alimentation en matériau vers un orifice de sortie 18 o le carbure de fer produit selon la
présente invention est déchargé.
Selon la présente invention, l'oxyde de fer est réduit directement en fer métallisé (FRD) par le gaz alimenté au réacteur 10 par la conduite 28. Le gaz ainsi alimenté est un gaz de gueulard recyclé venant de l'orifice de sortie 20 qui est
reformé en un gaz réducteur dans le réacteur 10 avant l'étape de formation du FRD.
Le FRD formé est soumis à une carburation par un gaz de carburation alimenté au réacteur 10 par l'orifice d'entrée 17. Dans cette optique, le réacteur 10 a de préférence une zone de préchauffage et de pré- réduction 14 de l'oxyde de fer, une zone de réduction de l'oxyde de fer 11, une zone de réduction-reformage combinées 12 et une zone de carburation 13, au travers desquelles le flux de matériau oxyde de fer passe ou s'écoule, de préférence de façon descendante, en même temps qu'il est
converti en carbure de fer.
L'alimentation en oxyde métallique contient de préférence du fer en une quantité comprise entre environ 63 % et environ 70 % en poids. L'alimentation peut être prévue sous forme de boulette ou de bloc ou n'importe quelle autre forme
désirée ou appropriée pour l'alimentation du réacteur 10.
Le gaz de gueulard sort du réacteur 10 par l'orifice de sortie 20. Le gaz de gueulard peut avoir classiquement une composition en volume d'environ 8,5 % à environ 19,7 % de méthane, environ 11,3 % à environ 14, 9 % de dioxyde de carbone, environ 9 % à environ 17,8 % d'azote, environ 19 % à environ 24,7 % de monoxyde de carbone, et environ 33,2 % à environ 48,5 % d'hydrogène. Le gaz de gueulard possède également classiquement un rapport en volume de CH4 / CO2 compris entre environ 0, 58 et environ 1,0, un rapport en volume de CO / CO2 compris entre environ 1,4 et environ 1,83, et un rapport en volume de H2 / H20 compris entre environ 1,38 et environ 2,0. Le gaz de gueulard est classiquement
éliminé à une température comprise entre environ 350 C et environ 450 C.
Le gaz de gueulard est recyclé pour fournir un gaz d'alimentation au réacteur 10 qui possède au moins environ 8,5 % en volume de CH4. Le gaz de gueulard peut avantageusement être recyclé comme suit. Le gaz de gueulard est transporté par la conduite 23 à une unité de séparation d'eau 22. L'unité 22 refroidit de préférence le gaz de gueulard à une température comprise entre environ 40 C et environ 60 C et réduit la teneur en eau du gaz de gueulard à une valeur comprise entre environ 1 % et environ 3 % en volume. L'unité 22 peut être n'importe quel
séparateur d'eau connu en soi.
Après la séparation de l'eau, le gaz de gueulard est séparé en deux portions. Une première portion est utilisée comme combustible pour les moyens de chauffage 24 et 26, dont la fonction sera décrite plus loin. Le gaz de gueulard restant passe ensuite de préférence dans un moyen de préchauffage 25 et est chauffé à une température comprise entre environ 200 C et environ 300 C, et est mélangé avec du gaz naturel comme gaz d'appoint si nécessaire, de préférence de façon à assurer un volume de CH4 dans le gaz de gueulard recyclé ou le gaz d'alimentation d'au moins environ 8,5 % en volume. Le mélange de gaz de gueulard et de gaz naturel passe ensuite dans un moyen de chauffage 24 (qui est alimenté en combustible par la première portion du gaz de gueulard) et est chauffé à une température comprise entre environ 650 C et environ 850 C, de préférence entre environ 680 C et environ 720 C. Le mélange de gaz chauffé (gaz d'alimentation) passe ensuite par la conduite 28 dans un mélangeur 30 du réacteur 10. Le gaz chauffé passe dans le mélangeur 30 de préférence à une vitesse comprise entre
environ 1000 et environ 1100 Nm3 par tonne de FRD.
De l'air est également fourni au mélangeur 30, de préférence par l'intermédiaire du moyen de chauffage 26 qui chauffe l'air à une température comprise entre environ 650 C et environ 850 C, de préférence entre environ 680 C et environ 720 C. L'air peut être de l'oxygène enrichi, de préférence à un rapport en volume de l'air à l'oxygène compris entre environ 7: 1 à environ 1: 7. L'air ou le mélange air/oxygène passe dans le mélangeur 30 à une vitesse d'environ 70 Nm3 /
tonne de FRD.
Le mélange d'air, de gaz de gueulard et de gaz naturel est ensuite soumis à une combustion partielle de façon à atteindre une température supérieure à
environ 850 C, de préférence comprise entre environ 1000 C et environ 1100 C.
L'alimentation en gaz de gueulard, gaz naturel et air est de préférence manipulée ou équilibrée en condition stoechiométrique, de façon que le gaz oxydé ou ayant subi une combustion partielle possède un rapport en volume de CH4 / (CO2 + H20) compris entre environ 0,60: 1 et environ 0, 63: 1 et un degré d'oxydation compris entre environ 0,30 et environ 0,35 dans lequel le degré d'oxydation (No) est défini en terme de volume comme suit: No = % CO2 + %H20
%CO + %CO2 + %H2 + %H20
Dans la chambre de mélange 30, le gaz a de préférence une composition en volume d'environ 30 % à environ 35 % de H2, environ 15 % à environ 17 % de CO, environ 18 % à environ 20 % de CO2, environ 9 % à environ 12 % de CH4 et environ 4 % à environ 7 % de vapeur d'eau. Ce gaz passe ensuite dans le réacteur , de préférence au niveau de la zone 12, possédant un degré d'oxydation compris entre environ 0,27 et environ 0,32 et une force de réduction (NR) comprise entre environ 2,0 et environ 3,0 dans laquelle la force de réduction est définie en terme de volume comme suit:
NR % CO + %H2
NR =
% CO2 + % H20
Dans le même temps, un agent de carburation est fourni à la zone 13 par l'intermédiaire de l'orifice d'entrée 17. L'agent de carburation est de préférence un gaz ou un gaz naturel et contient au moins environ 80 % de CH4 en volume, l'équilibre étant fait par H2, CO et CO2. Le gaz de carburation est alimenté à la zone 13 à une vitesse comprise entre environ 400 Nm3 / tonne et environ 450 Nm3 / tonne. Les huiles de combustible peuvent être utilisées comme agent de carburation en combinaison ou à la place du méthane comme décrit ci-dessus. Dans un tel cas, la combinaison de carbone disponible pour carboniser doit être suffisante pour réaliser les réactions de reformage et de carburation indiquées ci-dessus. Le gaz de carburation est en contact avec le fer réduit direct dans la zone 13 à une température comprise entre environ 550 C et environ 750 C et réagit avec le FRD pour former le carbure de fer selon la réaction suivante:
3 Fe + CH4 -> 2 H2+ Fe3C.
Le gaz de carburation restant, y compris le CH4 additionnel, s'écoule vers le haut dans la zone 12 et se mélange avec le gaz arrivant du mélangeur 30 de façon à fournir le mélange de gaz total avec un rapport de CH4 / (CO2 + H20) compris entre environ 0,65: 1 et environ 0,9: 1. Dans la zone 12, le gaz mélangé est en contact intime avec le matériau FRD chaud o le fer solide métallique agit comme un catalyseur fournissant une zone spécifique d'environ 12 à environ 16 m2 / gramme de fer pour la réaction catalytique. La chaleur à partir de la zone de surface provoque une réaction de reformage du gaz hautement endothermique, comme suit:
CH4 + C02 --> 2 H2 + 2 CO.
Le gaz reformé résultant a une composition en volume comprise entre environ 45 % et environ 48 % d'hydrogène, environ 32 % et environ 34 % de monoxyde de carbone, environ 2 % et environ 4 % de dioxyde de carbone, environ 1 % et environ 3 % de méthane, environ 14 % et environ 16 % d'azote et environ 1 % et environ 3 % de vapeur d'eau, un degré d'oxydation compris entre environ 0,05 et environ 0,09, une force de réduction comprise entre environ 11 et environ 29 et un rapport en volume de CH4 / (CO + H2) compris entre environ 1: 10 et environ
1,4: 10.
Selon l'invention, la réaction de reformage endothermique et le gaz de carburation en excès s'écoulant vers le haut servent de plus à refroidir le matériau
FRD descendant à la température appropriée pour la réaction de carburation.
Comme le gaz reformé s'écoule vers le haut par la zone 11, l'oxyde de fer est réduit et métallisé en FRD. Le FRD ainsi produit a un degré de métallisation, définmi comme le pourcentage en poids de fer total qui a été réduit ou métallisé, compris entre environ 90 % et environ 93 %, et, en raison du gaz de carburation en excès, peut contenir du carbone fixé en une quantité comprise entre environ 0,1 % et environ 1,0 % en poids. La réduction des oxydes de fer est effectuée en premier dans la zone 11 par H2 et CO du gaz reformé, à une température comprise entre environ 640 C et environ 750 C, et suit la réaction:
2 FeO + H2 + CO --> 2 Fe + H20 + C02.
Le gaz restant s'écoulant vers le haut à partir de la zone 11 entre en contact avec les oxydes de fer arrivant dans la zone 14. Selon l'invention, le gaz restant s'écoulant vers le haut est encore suffisamment chaud et a une force de réduction suffisante pour préchauffer et pré-réduire l'oxyde de fer dans la zone 14, de préférence à une température comprise entre environ 500 C et environ 550 C et à un degré de métallisation compris entre environ 70 % et environ 80 % basé sur le
poids total de fer.
Le gaz restant s'écoule encore vers le haut par la zone 14 vers l'orifice de sortie 20 o il est déchargé comme gaz de gueulard, classiquement à une température comprise entre environ 350 C et environ 450 C. Le gaz de gueulard
ainsi déchargé est ensuite recyclé selon le procédé ci-dessus.
La figure 2 illustre une autre forme de réalisation de l'invention dans laquelle la zone de carburation 13 est divisée de façon à fournir une zone additionnelle 13a pour refroidir et effectuer encore une carburation, si désiré. Un orifice d'entrée 15 est prévu à la zone 13a pour alimenter un gaz de refroidissement au fer après carburation et/ou carburation partielle descendant de la zone 13. Selon l'invention, il a été trouvé qu'une carburation supplémentaire prend place à une
fenêtre de température spécifique comprise entre environ 350 C et environ 400 C.
Le gaz de refroidissement comprend de préférence entre environ 8 % et environ 10 % en volume de CH4 et a un rapport en volume de CO / C02 compris entre environ 1,4 et environ 2,0. Le flux de gaz de carburation, comme décrit ci-dessus, est alimenté de préférence à la zone 13 à une vitesse comprise entre environ 400 et environ 450 Nm3 / tonne. La vitesse d'alimentation dans la forme de réalisation de la figure 2 peut être répartie entre les zones 13 et 13a dans un rapport d'environ 50: à environ 80: 20 en volume, respectivement. Un gaz selon ce qui précède, quand il est en contact avec le carbure de fer / FRD dans la zone 13a à la température établie, effectue une carburation supplémentaire du fer selon la réaction de Boudouard suivante:
3 Fe + 2 CO -> Fe3C + CO2.
Le gaz de refroidissement peut être recyclé de la zone 13a par l'orifice de sortie 19 pour l'élimination de l'eau et des autres constituants indésirables et peut être ensuite recyclé vers l'orifice d'entrée 15 comme gaz de refroidissement si désiré. Le matériau carbure de fer quittant le réacteur 10 contient du carbone fixé en une quantité en poids comprise entre environ 4,0 % et environ 5,5 %, et
contient au moins environ 80 % en poids de fer.
Selon l'invention, des moyens de chauffage 24 et 26 génèrent un gaz de fumée qui peut être utilisé, comme montré sur les figures, pour préchauffer le gaz de gueulard dans le moyen de chauffage 25 de façon à rendre le procédé encore
plus efficace.
Selon l'invention, le procédé permet au réacteur de fonctionner à une pression relativement basse, de préférence entre environ 0,115 N / mm2 et environ 0,145 N / mm2, et de façon plus préférée entre environ 0, 13 et environ 0,14 N / mm2 et de façon encore plus préférée à environ 0, 134 N / mm2. Ceci permet avantageusement à la conversion d'être réalisée dans un réacteur multi-zone unique
qui peut être de construction conventionnelle.
Selon l'invention, les oxydes de métal contenant du fer sont convertis en carbures de fer dans un réacteur multi-zone unique. La température du matériau alimenté et du gaz est importante aux différentes étapes du procédé et, selon l'invention, le procédé est effectué de façon telle que les températures variées soient
fournies de manière efficace.
Le matériau oxyde de métal alimenté peut être introduit dans le réacteur à n'importe quelle température désirée et est préchauffé de préférence en faisant monter le gaz de gueulard dans la zone 14 à une température comprise entre environ 500 C et environ 550 C. L'oxyde de fer préchauffé et partiellement réduit passe dans la zone 11 o le gaz continue de chauffer les oxydes métalliques à une température comprise entre environ 640 C et environ 750 C et o la métallisation et la réduction de l'oxyde de fer en FRD continuent. Le FRD passe ensuite dans la zone 12 o il est en contact avec le gaz venant du mélangeur 30 à une température
supérieure à environ 850 C, de préférence entre environ 1000 C et environ 1100 C.
Le matériau FRD agit à ces températures comme un catalyseur pour la réaction de reformage du gaz, laquelle réaction est hautement endothermique. En raison de la nature endothermique de la réaction, le matériau FRD augmente en température seulement entre environ 800 C et environ 850 C et est ensuite refroidi à une température comprise entre environ 550 C et environ 750 C, de préférence entre environ 620 C et environ 680 C, en augmentant le gaz de carburation en excès de la zone 13. Le matériau FRD passe ensuite à la zone 13 o la réaction de carburation prend place. Quand il est désiré de décharger un produit carbure de fer refroidi, une zone supplémentaire de refroidissement / carburation 13a peut être définie dans le réacteur 10 comme montré sur la figure 2. Comme le produit carbure de fer passe dans la zone 13a, il est en contact avec le gaz de refroidissement qui refroidit le carbure de fer à une température comprise entre environ 350 C et environ 400 C. A cette température, une carburation supplémentaire prend place avec le gaz de refroidissement, et le matériau carbure de fer est éventuellement déchargé à une température comprise entre environ 50 C
et environ 60 C.
On note, en fonction de la stoechiométrie du gaz et du matériau alimenté, que d'autres produits carbone-fer peuvent être obtenus si désiré et si
approprié, tels que Fe2C et similaires.
Des tests et résultats représentatifs à partir d'un programme d'essai intensif utilisant une installation industrielle avec le procédé de réduction et de
carburation décrit, dans un four à cuve, sont présentés dans le tableau 1 suivant.
Tableau 1
Exemples de production de carbure de fer Gamme de temp. dans la zone de réduction (650-780 C) Hydrocarbure % en Fe % en Fe FRD % en C (sur % de total FRD) métallisation Gaz naturel 83,65 77,32 5,09 92,43
,73 78,50 5,50 91,57
84,00 76,03 5,82 90,91
84,80 77,12 4,8 90,94
84,66 77,93 5,10 92,06
Huile de 86,90 79,07 4,0 91,00 combustible il La présente invention peut être mise en oeuvre sous d'autres formes ou réalisée d'autres façons sans pour autant sortir des caractéristiques essentielles de celle-ci. Les formes de réalisation qui ont été décrites doivent par conséquent être considérées comme purement illustratives et non limitatives, la portée de l'invention
étant définie par les revendications qui suivent, et toute variante constituant un
équivalent doit être considérée comme étant comprise dans celles-ci.
Claims (26)
1. Procédé pour la conversion d'oxydes de fer en carbure de fer à basse pression, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant en: (a) alimenter un réacteur (10) avec un matériau oxyde de métal
contenant du fer, ledit réacteur (10) consistant en un réacteur de carburation-
réduction-reformage fonctionnant à une pression comprise entre environ 0, 115 et environ 0,145 N / mm2 et possédant un lit de matériau oxyde de fer partiellement métallisé, un lit de fer réduit direct et un lit de carbure de fer à l'intérieur dudit réacteur (10), (b) recycler le gaz de gueulard dudit réacteur (10) de façon à fournir un gaz d'alimentation possédant une teneur en méthane d'au moins environ 8,5 % en volume, (c) chauffer ledit gaz d'alimentation à une température comprise entre environ 650 C et environ 850 C, (d) mélanger de l'air à une température comprise entre environ 650 C et environ 850 C avec ledit gaz d'alimentation chauffé dans une chambre de mélange, (e) réaliser la combustion partielle dudit mélange d'air et de gaz d'alimentation à une température supérieure à environ 850 C à laquelle ledit mélange de gaz ayant subi une combustion partielle a un degré d'oxydation compris entre environ 0,27 et environ 0,32 et une force de réduction comprise entre environ 2 et environ 3, (f) fournir ledit mélange de gaz ayant subi une combustion partielle audit fer réduit direct dans ledit réacteur (10) de façon à former un gaz réducteur reformé possédant un degré d'oxydation compris entre environ 0, 05 et environ 0,09, (g) mettre en contact ledit matériau oxyde de fer avec ledit gaz réducteur reformé de façon à former un fer réduit direct et, (h) mettre en contact ledit fer réduit direct avec un agent de carburation dans ledit réacteur (10) à une température comprise entre environ 550 C et environ 750 C de façon à former un carbure de fer possédant entre environ 4,0 % en poids et environ 5,5 % en poids de carbone et au moins environ
% en poids de fer.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit gaz réducteur reformé comprend H2, CO et CH4 et a un rapport en volume de CH4
/ (CO + H2) compris entre environ 1 À 10 et environ 1,4: 10.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit fer réduit direct obtenu dans l'étape de mise en contact dudit matériau oxyde de fer avec ledit gaz réducteur reformé contient du carbone en une quantité comprise entre
environ 0,1 % et environ 1,0 % en poids.
4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit gaz réducteur reformé contient CH4 en une quantité en volume comprise entre
environ 9 % et environ 12 %.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite étape de recyclage comprend l'étape de préchauffer ledit gaz de gueulard avec le
gaz de fumée de combustion de ladite étape de chauffage.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit gaz de gueulard est préchauffé à une température comprise entre environ 200 C et
environ 300 C.
7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape (g) fournit un fer réduit direct possédant un degré de métallisation compris entre
environ 90 % et environ 93 %.
8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit agent de carburation comprend un mélange de gaz contenant au moins environ 80 % en volume de méthane et un équilibre choisi dans le groupe consistant en H2,
CO, C02 et leurs mélanges.
9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit mélange d'air et de gaz d'alimentation est soumis à une combustion partielle à une
température comprise entre environ 10000C et environ 1 100 C.
10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit mélange ayant subi une combustion partielle a un rapport en volume de CH4 /
(CO2 + H20) compris entre environ 0,60: 1 et environ 0,63: 1.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit mélange de gaz ayant subi une combustion partielle se mélange dans ledit réacteur (10) avec l'agent de carburation en excès contenant CH4 de façon que ledit mélange de gaz ayant subi une combustion partielle et l'agent de carburation a un rapport en
volume de CH4 / (CO2 + H20) compris entre environ 0,65: 1 et environ 0, 9: 1.
12. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit mélange de gaz ayant subi une combustion partielle se mélange dans ledit réacteur (10) avec l'agent de carburation en excès contenant CH4 de façon que ledit mélange de gaz ayant subi une combustion partielle et l'agent de carburation a un rapport en
volume de CH4 / (CO2 + H20) compris entre environ 0,65: 1 et environ 0, 9: 1.
13. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite étape de mise en contact dudit matériau oxyde de fer avec ledit gaz réducteur reformé forme du fer réduit direct dans une réaction endothermique, dans laquelle la température dudit fer réduit direct est comprise entre environ 800 C et environ
850 C.
14. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit agent de carburation en excès refroidit de plus ledit fer réduit direct à une
température comprise entre environ 600 C et environ 750 C.
15. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus l'écoulement dudit matériau oxyde de fer, dudit fer réduit direct et dudit carbure de fer dans ledit réacteur (10) de façon descendante pour que l'agent de carburation en excès s'écoule de façon ascendante et se mélange avec le gaz ayant subi une combustion partielle arrivant pour former un mélange de gaz qui est reformé par contact avec ledit fer réduit direct et former ledit gaz réducteur reformé et pour réduire ledit matériau oxyde de fer dans une zone de réduction
(11) dans ledit réacteur (10).
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend de plus la mise en contact d'un gaz restant après que ledit gaz de réduction reformé soit en contact et réduise ledit matériau oxyde de fer avec le matériau oxyde de fer descendant vers ladite zone de réduction, de façon à préchauffer ledit matériau oxyde de fer à une température comprise entre environ
500 C et environ 550 C.
17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que ledit gaz restant sert de plus à pré-réduire ledit matériau oxyde de fer descendant vers ladite zone de réduction (11) à un degré de métallisation compris entre environ 70
% et environ 80 %.
18. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus le refroidissement dudit carbure de fer par mise en contact dudit
carbure de fer avec un gaz de refroidissement.
19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que ledit gaz de refroidissement contient du CH4 en une quantité en volume comprise entre environ 8 % et environ 10 % et a un rapport CO / CO2 compris entre environ 1,4 et environ 2,0 grâce auquel ledit carbure de fer est encore soumis à une réaction de
carburation par ledit gaz de refroidissement.
20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que ladite réaction de carburation est réalisée à une température comprise entre environ 350 C
et environ 400 C.
21. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que ladite étape de refroidissement réduit la température dudit carbure de fer à une
température comprise entre environ 50 C et environ 60 C.
22. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz de gueulard déchargé dudit réacteur (10) a un rapport en volume de CH4 / CO2 compris entre environ 0,58 et environ 1,0, un rapport en volume de CO / CO2 compris entre environ 1,4 et environ 1,83, et un rapport en volume de H2 / H20
compris entre environ 1,83 et environ 2,0.
23. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau oxyde de métal contient entre environ 63 % et environ 70 % en poids de fer.
24. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape (d) comprend le mélange dudit gaz d'alimentation chauffé avec de l'air enrichi en oxygène possédant un rapport en volume de l'air à l'oxygène compris entre environ
7: 1 et environ 1: 7.
25. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit mélange de gaz ayant subi une combustion partielle est alimenté audit fer réduit direct à une vitesse comprise entre environ 1100 et environ 1200 Nm3 / tonne de
fer réduit direct.
26. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus la mise en contact dudit fer réduit direct avec ledit agent de
carburation à une température comprise entre environ 620 C et environ 680 C.
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