BE361361A - - Google Patents

Description

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  "Perfectionnements relatifs au chauffage interne des chambres de réduction de minerais et autres fours". 



   L'invention se réfère au chauffage interne des chambres de réduction de   minerai/et   autres fours à minerais tels que par exemple les cubilots, les fours et installations analo- gues et à la réduction des minerais, oxydes et analogues. 



   L'une des applications les plus importantes de   l'inven-   tion est celle relative au chauffage interne des chambres de réduction des minerais soit fixes, soit rotatives (comme dé-   belge crit dans le mémoire du brevet antérieur de l'inventeur n    
348.037).

   Pour chauffer intérieurement ces chambres, on $ 

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 coutume de se servir de brûleurs   à   huile de types courants qui pulvérisent le combustible huile dans la chambre sous 1' action de l'air sous   pression.   Pour obtenir et maintenir les températures élevées requises avec ces brûleurs à huile il est nécessaire de faire usage d'un excès   d'air.   Cet excès d'air a une tendance à provoquer la réoxydation du métal ré- duit et de la sorte de réduire nettement l'efficacité du   fonctionnement.   



   L'un des objectifs de la présente invention est de pré- voir un procédé de chauffage interne qui évite la nécessité d'employer un excès d'air. 



   Un autre objectif est de se servir d'un hydrocarbure à la fois pour chauffer le minerais, l'oxyde ou composé analo- gue qui doit être réduit, et pour effectuer simultanément sa réduction. 



   Dans ses grandes lignes, l'invention réside en un pro- cédé permettant de chauffer intérieurement les chambres ré- ductrices de minerais ou autres fours à minerais qui à son tour consiste à introduire à l'intérieur de la chambre, ou du four préalablement chauffé   à   la température   requise   un hydrocarbure non craqué ou un corps renfermant un hydrocar- bure non décomposé, d'où il résulte que l'hydrocarbure en question se craque à l'intérieur de la chambre ou four; et ensuite à admettre dans la zone ou dans les zones où ce cra- quage se produit, suffisamment d'air pour assurer la   combus-   tion des vapeurs formées. 



   L'invention consiste également à réduire des minerais, oxydes et analogues et à effectuer la réduction en amenant l'hydrocarbure à un état non-craqué en contact avec la ma- tière à réduire, qui a été chauffée à sa température de réduc -tion, par l'intermédiaire d'un transporteur refroidi par l'eau,   d'où,   il résulte que l'hydrocarbure se décompose par 

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 suite de contact avec cette matière chauffée, elle consiste ensuite   à   maintenir la température de réduction 'de la matiè- re en brûlant les vapeurs combustibles produites par le cra- quage de l'hydrocarbure en présence   dir   introduit séparé- ment. 



   Des exemples d'appareils convenant pour réaliser   l'inven-   tion sont représentée par les dessins   ci-Joints     où :   
La figure 1 est une coupe verticale en   long à   travers une chambre de réduction du type rotatif à tube destiné à la réduction des métaux volatils tels que le zinc et comprenant des organes pour introduire un hydrocarbure et de l'air en vue de réaliser la présente invention; la figure 2 est une coupe partielle à échelle plus grande des organes représentés par la figure 1 pour l'introduction d'un hydrocarbure non craqué dans la masse du minerais ou ana- logue de la chambre de réduction; les figures 3 et   4   montrent un organe pour dégager les orifices de sortie des tuyaux d'alimentation d'hydrocarbure;

   la figure 5 est une coupe transversale à échelle plus grande à travers le mécanisme   d'alimentation   d'hydrocarbure représenté par la figure 1 ; la figure 6 est une coupe verticale partielle de la même chambre de réduction montrant une variante de l'organe ser- vant à introduire de l'air de   opmbustion;   la figure 7 est une coupe transversale à éohelle plus grande à travers la chambre de réduction représentée par la figure 1 montrant deux positions des tuyaux   dtadmission   d'air et le fonctionnement des soupapes automatiques contrôlant l' extrémité d'admission de ces tuyaux;

  ' la figure 8 est un schéma montrant l'application générale de la présente invention   à   des chambres de réduction de mine- rais ou autres fours à   minerais.....   

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   Dans les dessins, la chambre de réduction représentée a la forme d'un tube 1 monté à rotation à ouvertures 2 et 3 aux extrémités; es dites ouvertures sont opportunément mises à l'abri de la libre pénétration de   l'air!   l'ouverture 2 sert à l'élimination des vapeurs produites par la réduction et l'ou- verture 3 sert   à   l'élimination par l'intermédiaire d'une chute 
4 de la gangue ou résidu. Le minerais dont une couche est dé- signée par.la référence 5 à l'intérieur de la chambre de ré- duction est introduit à travers l'ouverture   2   par l'intermé- diaire d'organes comprenant une chute inclinée 6, un tube de communication horizontal ou sensiblement horizontal 7 et un transporteur à hélice ou autre 8.

   Ces organes d'alimentation de minerais sont supportés par une tour 9   à   chemise d'eau qu' ils traversent; c'est ici que se fait la condensation des va- peurs métalliques et leur séparation des autres gaz provenant de la réduction, ainsi qu'il est décrit dans le mémoire du belge b revet antérieur   353.705.   Dans la partie centrale du tube de   réduction   se dispose dans le sens de la longueur un tube fixe ou poutre creuse 10 qui est porté à ses extrémités par des supports 11 et 12.

   A l'intérieur de ce tube   10,de   l'eau cir- cule en permanence;   l'admission   de cette eau se trouve à l'une des extrémités indiquée par la référence 13 tandis que la sor- tie se trouve à l'autre extrémité,14, cette évacuation débi- tant à l'intérieur de la tour de condensation 9 dont il a été question plus haut. 



   Une   série;de   tuyères dont la figure 2 montre clairement la construction, partent radialement et de   distancera.   distance du tube 10. Ces tuyères comportent un tube intérieur 15 rela- tivement petit dont l'extrémité est pourvue d'une chemise d' eau formée par un tube intérieur 16 et un tube extérieur 17 distants l'un de l'autre; le second de ces tubes vient se for- mer contre l'extrémité du petit tube intérieur 15. L'intérieur 

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 du tuba 16 communique avec l'intérieur du tube 10 par l'inter- médiaire d'une ouverture d'admission 16a et de même l'intérieur   @   du tube extérieur 17 communique également avec l'intérieur du tube 10 par l'intermédiaire d'un passage d'évacuation 17a. 



     L teau   se trouvant à l'intérieur du tube 10 est ainsi forcée de circuler   à   travers les espaces formés par les tubes concen-      triques 16 et 17 dans le sens indiqué par les flèches de la      figure 2. Le petit tube intérieur 15 est de la sorte maintenu ! toujours   elativement   froid. Comme précaution supplémentaire   à   ce point de vue, le tube extérieur 17 ast entouré par une gain exté- rieure 18   à   garniture intermédiaire 19 constituée par toute matière calorifuge   appropriée.   



   Les tubes intérieurs 15 qui s'ouvrent à l'intérieur de la chambre de réduction par leur extrémité peuvent débiter un hydrocarbure liquide à l'état non craqué et relativement froid, à cet effet chaque tube communique par son extrémité intérieure avec un tube 20 qui s'étend dans le sens de la longueur à tra- vers le compartiment d'eau à l'intérieur du tube 10. Ces tu- bes 20 passent à travers la fermeture de gauche du tube 10; ils se trouvent ainsi à l'extérieur de la chambre de réduction et les extrémités ainsi exposées à l'extérieur sont chacune pourvues d'un tuyau d'alimentation ou d'admission 21   communi-   quant avec la source principale d'hydrocarbure. 



   Ainsi que le montre la figure 5, les tuyères d'alimenta- tion   d'hydrocarbure.refroidir   par l'eau pénètrent à l'intérieur de la chambre de réduction sous un angle avec la verticale de manière que pendant la rotation des tubes de réduction les ori-   fices   de sortie de ces tuyères sont toujours normalement re- couvertes par le lit de minerais.. 



   Des organes sont prévus dans l'exemple représenté pour empêcher que les orifices de sortie des tuyaux d'alimentation,, d'hydrocarbures ou tubes 15 d'être obstrués par le coke; ces 

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 organes se composent de tiges   22   qui descendent en passant par le centre de chacun de ces tuyaux 15 et peuvent prendre périodiquement un mouvement de va-et-vient à l'intervention d'une connexion à manivelle 23 disposée entre ces tiges et d'autres tiges, 24, logées dans les tubes ou tuyaux d'alimen- tation longitudinaux 20; on peut imprimer à l'extrémité   exté   rieure 25 de ces tiges un mouvement d'oscillation ou de rota- tion partielle à cet effet. 



   Ainsi que le montre la figure 5, le tube refroidi par l' eau, 10, peut recevoir une protection supplémentaire contre la radiation de la chaleur à l'intérieur de la chambre par l' intermédiaire d'un abri extérieur 26 et d'un bourrage inter- médiaire 27 de matière non conductrice appropriée. 



   Grâce à ces organes, l'hydrocarbure liquide est amené à l'état non craqué en contact réel avec une oouche de minerais chauffé à sa température de réduction. Le résultat du contact entre l'hydrocarbure relativement froid et le minerais chaud est que l'hydrocarbure est craqué sur place en formant du car- bone dans sa forme la plus active, à savoir à l'état atomique ou naissant; sous cette forme il réduit le minerais. 



   Quand un hydrocarbure de décompose, il se dégage une   car..   taine quantité de gaz combustibles et l'un des objectifs de l'invention est d'employer ces gaz pour chauffer le minerais et le maintenir à la température de réduction dans la chambre de réduction. On atteint cet objectif conformément à la pré- sente invention en introduisant séparément l'air dans la cham- bre de réduction à proximité de l'endroit ou des endroits où se produit la craquage de l'hydrocarbure, la quantité d'air ainsi admise suffisant pour réaliser la combustion com- plète des dits gaz combustibles sans donner naissance à une atmosphère oxydante dans la chambre de réduction.

   Dans l'ar-   rangement   représenté par les figures   1;8,3,4,5%et 7   cet air 

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 est introduit à l'intérieur de la chambre de réduction par une série de tubes 28 qui passent radialement à travers la paroi de la chambre de réduction. On a constaté qu'il était important dans la pratique d'empêcher que cet air soit projeté directe- ment sur la surface exposée de la couche de minerais chaud et à cette fin, l'extrémité extérieure de chaque tube est pourvue dtun clapet 29 articulé en 30, tandis que l'on a prévu un ar- rêt 31 pour limiter son mouvement d'ouverture.

   Ces clapets fonctionnent ainsi par pesanteur et restent fermés   jusqu'à   ce que la rotation de la chambre de réduction amène les tubes dans une position dans laquelle leur extrémité intérieure plonge dans la couche de minerais chaud ainsi qu'il est in- diqué très plairement par la figure 7. Dans cette position de la chambre de réduction, les soupapes s'ouvrent automatique- ment et laissent arriver l'air par suite de la position spé- ciale des tubes à air par rapport aux admissions   d'hydrooar-   bure , pour promouvoir la combustion des gaz combustibles pro- duits par le craquage sur place de l'hydrocarbure introduit. 



  Pendant le restant de la révolution de la chambre de réduction les soupapes 29 restent fermées. 



   Dans la disposition modifiée représentée par la figure 6, l'air est introduit par une série de tubes longitudinaux 32 de longueur variable. Comme les orifices de sortie de Ces   tu-   bes servent à évacuer l'air de la couche de minerais chaud, la présence de soupapes de contrôle comme dans la disposition antérieure, devient inutile. 



   Dans la figure 8, en a représenté schématiquement l'une des extrémités d'une chambre qui peut être employée comme chambre de rédaction de minerais ou comme four   à   chauffer un minerais. Dans le dispositif représenté, on emploie un brûleu à huile de type courant 33 pour effectuer le chauffage préli- minaire requis de l'intérieur de la chambre. Quand on a 

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 atteint la température requise, par ce moyen, on met hors cir- cuit le brûleur 33 et on fait arriver un hydrocarbure liquide par un tuyau 34 à chemise d'eau. Quand l'huile quitte l'extré- mité du tuyau 34, elle se craque en produisant des vapeurs combustibles. Celles-ci brûlent en présence de l'air qui est amené par le tuyau d'admission d'air 35.

   Quand la chambre doit fonctionner comme chambre de réduction de minerais, la tuyau à chemise d'eau   34   est disposé de manière que sa sortie soit toujours normalement   recouverte   par la lit de minerai ainsi qu'il est indiqué par les lignes pointillées de la figure 8. 



  Si on la desire, on peut rendre ce tuyau articulé de manière qu'il soit capable de prendre toute position désirable dans la chambre de réduction. 



    REVENDICATIONS.   
 EMI8.1 
 



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1./ Procédé de chauffage interne de chambres de réduction de minerais ou autres fours à minerais qui consiste à introdui- re à l'intérieur de la chambre ou four préalablement chauffé à la température convenable, un hydrocarbure non craqué ou corps renfermant un hydrocarbure non craqué, ce qui provoque le craquage de cet hydrocarbure à l'intérieur de la chambre ou four, et dans la zone ou dans les zones où se produit ce craquage, à admettre une quantité d'air suffisante pour assu- rer la combustion des vapeurs produites. 



   2./ .Procédé de   chauffage   interne de chambres de réduction de minerais ou autres fours à minerais qui consiste à craquer un hydrocarbure en le mettant à l'état non craqué en contact avec une masse de minerais chauffée à une température   appropria   ou analogue à l'intérieur de la chambre ou four, à introduire de l'air dans la zone ou dans les zones où se produit le cra- quage et à brûler las vapeurs combustibles produites. 

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Claims (1)

1. 3./ Dans la réduction des minerais, oxydes ou analogues, le fait d'effectuer la réduction en craquant un hydrocarbure <Desc/Clms Page number 9> en contact avec la matière/à déduire quand celle-ci est chauf- fée à sa température de réduction et à maintenir cette tempé- rature en faisant brûler les vapeurs combustibles produites avec de l'air introduit séparément.

   4./ Dans la réduction des minerais, oxydes et analogues., le fait d'effectuer la réduction en mettant un hydrocarbure non craqué an contact avec la matière à réduire qui a été chauf -fée à sa température de réduction, par l'intermédiaire d'un transporteur refroidi par l'eau, d'ou il résulte que cet hy- drocarbure est craqué par suite de son contact avec cette ma- tière chauffée et en maintenant la température de réduction de la matière en brûlant les vapeurs combustibles produites par le craquage de l'hydrocarbure, avec de l'air introduit sépa- rément.

   5./ Appareil pour la réduction des minerais, oxydes et analogues,comportant une chambre de réduction, des organes pour introduire dans la dite chambre la matière à réduire des organes pour amener un hydrocarbure non craqué dans la dite matière quand celle-ci se trouve à une température suffisante pour craquer l'hydrocarbure en question, des organes pour em- pêcher le craquage de l'hydrocarbure dont question jusqu'à ce que le contact soit établi avec la dite matière chauffée et des organes pour introduire l'air à l'intérieur de la dite chambre de réduction à proximité de la zone où le contact s'é- tablit entre l'hydrocarbure non craqué et la matière chauffée, en vue de soutenir la combustion des gaz combustibles produits par le craquage de l'hydrocarbure et de chauffer ainsi l'inté- rieur de la chambre de réduction.

   6./ Appareil pour la réduction des minerais, oxydes et analogues, comportant une chambre de réduction,, des o -ganes pour introduire dans la dite chambre la matière à ré- duire, un tuyau ou transporteur dont l'extrémité de débit est <Desc/Clms Page number 10> située de manière à être recouverte normalement par la matière à réduire et peut amener dans la dite matière un hydrocarbure non craqué quand cette matière se trouve à sa température de réduction,

   des organes pour refroidir artificiellement 1s dit tuyau ou transporteur de manière à empêcher que l'hydrocarbure se craque avant d'atteindre la matière chauffée et d'entrer en contact avec celle-ci et des organes pour amener l'air séparé- ment à l'intérieur de la dite chambre à proximité de la région où s'établit le dit contact entre l'hydrocarbure non craqué et la matière chauffée, en vue de soutenir la combustion des gaz combustibles produits par le craquage de l'hydrocarbure et de la sorte de chauffer l'intérieur de la chambre de réduction.

   7./ Appareil pour la réduction des minerais, oxydes et analogues comportant une chambre de réduction rotative sensi- blement horizontale, des organes pour introduire dans la dite chambre la matière à réduire, une série de tuyaux refroidis par l'eau disposés dans la dite chambre de réduction et dont les orifices do sortie se trouvent de distance en distance sur la longueur de la chambre de réduction et de manière à être re- couverte normalement par la matière à réduire,

   des organes pour alimenter les dits tuyaux en hydrocarbure liquide non cra- qué quand la matière qui recouvre les orifices de ceux-ci se trouve à une température suffisante pour provoquer le craquage de cet hydrocarbure par contact et une série de tuyaux d'ali- mentation d'air dont les orifices de sortie sont disposés de manière à projeter l'air à l'intérieur de la chambre de réduc- tion dans le voisinage des régions où le contact se fait entre l'hydrocarbure non craqué et la matière chauffée mais de ma- nière à s'écarter de la surface de la matière dont question, en vue de soutenir la combustion des gaz combustibles produits par le craquage de l'hydrocarbure et de la sorte de chauffer l'intérieur de la chambre de réduction sur toute sa longueur avec formation dans celle-ci d'une atmosphère non oxydante.

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   8./ Chambre de réduction de minerais ou autre four à mine- rais comprenant en combinaison un ou plusieurs tuyaux ou trans- porteurs refroidis par l'eau pour amener un hydrocarbure ou un corps renfermant un hydrocarbure à l'intérieur de la ohambre' et un ou plusieurs tuyaux destinés à envoyer de l'air à proxi- mité de l'extrémité ou des extrémités d'évacuation du ou des tuyaux ou transporteurs refroidis par l'eau dont question.

   9./ Appareil pour la réduction des minerais, oxydes ou analogues conforme à l'une des revendications précédentes dans lequel les tuyaux d'alimentation d'air se disposent de distance en distance à travers la paroi d'une chambre de réduction ro- tative, les dits tuyaux pénétrant dans la chambre sur une dis- tance plus grande que la profondeur normale de la couche du mi- nerais y contenu, les orifices d'alimentation de ces tuyaux.' . étant contrôlés par un olapet gouverné par la pesanteur ou au- tres soupapes de nature à n'admettre de l'air que quand les tuyaux se trouvent en-dessous de la chambre de réduction, l'ait étant évacué de la surface du minerais chauffé et tans le voi- sinage des zones où le cracking de l'hydrocarbure se produit.,

   10./ Appareil pour la réduction des minerais, oxydes ou . analogues, comportant une chambre de réduction rotative sensi- blement horizontale, des organes pour introduire dans la dite chambre la matière à réduire, un élément creux disposé dans le sens de la longueur dans la chambre, des organes pour faire cir culer de l'eau dans l'élément en question, une série de tuyaux disposés dans le compartiment à eau à l'intérieur de l'élément creux en question, des évacuations partant radialement de dis- tance en distance de l'élément dont question, chaque évacuation communiquant avec l'un des tuyaux dont question et étant norma.

   lement recouverte par la matière à réduire, des organes pour refroidir par l'eau les évacuations dont question, des organes pour alimenter les dits tuyaux en hydrocarbure liquide non <Desc/Clms Page number 12> craqué quand la matière recouvrant les évacuations se trouve à une température suffisante pour amener le craquage de l'hy- drocarbure dont question par contact et une série de tuyaux d'alimentation d'air dont les évacuations sont disposées de manière à projeter de l'air à l'intérieur de la chambre de ré- duction dans le voisinage des régions où le contact est établi entre l'hydrocarbure non craqué et la matière chauffée, mais de manière à s'écarter de la surface de la matière dont ques- ,ion,

   en vue de soutenir la combustion des gaz combustibles produits par le craquage de l'hydrocarbure et à chauffer ainsi l'intérieur de la chambre de réduction sur toute sa longueur avec formation dans celle-ci d'une atmosphère non oxydante. il./ Dans un appareil conforma à l'une des revendications précédentes dans lequel une ou plusieurs admissions refroidies par l'eau est ou sont prévues pour amener un hydrocarbure li- quide à l'intérieur du four ou chambre, des organes pour déga- ger périodiquement les dites admissions.

   12./ Chambre de réduction de minerais ou autres fours à minerais sensiblement comme décrit avec la référence des des- sins annexés.