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" DISPOSITIF POUR DES FOURS ROTATIFS,, POUR LA
REDUCTION DE MINERAI DE FER SANS FUSION "
La présente invention a pour objet des dispositifs pour des fours rotatifs destinés à la réduction de minerai de fer au moyen de carbonesans fusion!, ou servant à d'au tres usages analogues, la chaleur nécessaire poux 1 opéra tion étant engendrée dans la charge au moyen d'un courant électrique qu'on fait passer à travers cette charge.
L'utilisation dDélectrodes de construction appro- priée a une importance essentielle pour le fonctionnement des foura rotatifs servant à la mise en pratique du présent procédée Si les électrodes sont constituées, comme jusqu'ici, par des anneaux montés à une certaine distance les una des
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autres et reposant aur les parois du four ou pénétrant dans ce dernier, une fuite de courant peut se produire facile- ment entre les anneaux ou électrodes. En effet, si la tem- pérature augmente accidentellement, il peut arriver que le fer spongieux forme, se concentre ou forme un gâteau sur les parois,, en un point quelconque entre lea électrodes.
Ceci a pour effet de réduire la résistance électrique à cet endroit, ce qui a pour conséquence une concentration du cou- rant, concentration qui provoque une nouvelle augmentation de la température etde l'agglomération du fer. Il peut ain- si se former rapidement entre les électrode*, un pont en fer provoquant un court-circuit et l'interruption du tra- vail Suivant la présente invention, lea électrodes sont disposées de façon à ne pas venir en contact du tout avec les parois de la chambre du four ou de façon à ne venir en contact avec les parois du four ou avec la garniture ou la maçonnerie que sur une petite partie de la périphérie du four, afin que cette ligne de contact Boit relativement courte par rapport à la surface efficace du four,
Suivant la présente invention on peut utiliser des électrodes en forme de tiges radiales pouvant être disposées avantageu- sement pour chaque phase, comme les rayons d'une roue. Les surfaces de contact entre les électrodes et les parois du four peuvent alors être très petites et constituer cepen- dant une construction stable. Toutefois les électrodes peu- vent aussi, dans ce but, être disposées de toutes façons autres que celle qui est représentée dans le dessin.
(;,est ainsi que les.électrodes peuvent être constituées aussi par des anneaux ou disques circulaires ayant un diamètre plus petit que celui de la chambre et maintenus en position aux les parole du four, uniquement au moyen d'un ou plusier @ supports pouvant servir simultanément à conduire le courant @
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aux électrodes ainsi formées.
On peut aussi obtenir un bon résultat au moyen d'autres constructions basées sur la même idéeo Il est de la plus grande importance que les lignes de contact entre les électrodes et les parois:, soient supprimées et aussi
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aourtoem qud Pt)!:I!:!! '011/) dans 1a tI AU uo la Ixkuo ulmudc du Cour.
Dans les parties plus froides du four, un tel contact ne peut avoir aucun inconvénient. Les électrodes peuvent ainsi être supportées avantageusement par des organes de support fixée à la paroi du four à quelque distance de la zone tra- versée par le courant.
Un autre avantage obtenu par la construction des électrodes, de façon que la partie principale de leur surfa- ce effective se trouve à quelque distance des parois du four, c'est que la production essentielle de chaleur a lieu à une certaine distance des parois du four, de sorte que ces pa= rois peuvent être maintenues plus froides et que les pertes par rayonnement sont ainsi réduites.
Les électrodes peuvent être en charbon, graphite, fer, un alliage résistant à la chaleur ou toutes autres ma- tières appropriées bonnes conductrices de 1'élctricité
Le four peut être un four à courant monophasé ou polyphasé. L'agencemet des électrodes pour le courant di- phase suivant le montage scat%, est particulièrement simple et approprié à l'usage en question.
Dans ce cas, trois sys
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tèmes dtéleotrodes sont disposés à la suite 1 un de 192utr@D dans le sens de la longueur du four:, les électrodes extérieu- res servant chacune pour une phase et 1 électrode centrale pour la phase de retour commune,
Dans le procédé de réduction en question:) il est également important, pour la réalisation du procédé de façon économique, que le gaz riche en oxyde de carbone formé dans
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la zone de réduction finale soit utilisé le plus possible dans l'opération. nous forme d'agent de induction et de source de chaleur. Ceci n'est possible dans une grande me- aure que si le minerai est préalablement réduit par le gaz avant le mélange du minerai avec le charbon.
On.peut obte- nir ainsi dans les gaz d'échappement, une teneur en acide carbonique plus grande que ai le charbon était simultané- ment en présence.
Suivant la présente invention, oe résultat ont ob- tenu par le fait que le four comporte, à l'extrémité d'en- feurenemnt un tube central fait de préférence en alliage résistant à la chaleur, ce tube a'engageant dana le four jusqu'à une certaine distance. Le minerai est introduit dans ce tube, de préférence en forme de minerai concentré et le gaz sort dans le sens opposé et produit ainsi une réduction préliminaire du minerai. La matière carbonée est introduite dans le four en dehors du four à travers une écluse appro- priée pour empêcher le gaz de s'échapper à cet endroit.
Pour obtenir une réduction préalable satisfaisante du minerai concentré, il faut d'abord chauffer celui-ci, ce quipeut se faire simplement par la combustion du gaz combustible
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roatant à l'txtxandto extérieure du tube ( c' est-à-dixe l'ex- trémité d*enfouxnement) avec une arrivée d'air venant de l'extérieur à travers un tube de diamètre plus petit. De cette façon, :Le grillage du minerai et l'élimination,du soufre qu'il contient, peuvent également avoir lieu; Si la matière carbonée est humide et si l'on ne veut pas que cet- te humidité entre dans la chambre du four, la partie du tu- be dans laquelle le minerai est préalablement chauffé, peut être entourée de préférence d'un tambour dans lequel le char- bon est introduit avant d'être envoyé dans le four.
La cha- leur transmise à travers les Parois du tube central provoqua
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:Cage pr6alabla p cet leu parties oocnbusib.aas du ga sont brûles au moyen d'air amené par le tuyau 10 Le charbon (et le cas échéant aussi toutes autres matières constituant la charge),, est introduit dans le tambour 11 à travers l'ou- verture 29 ce tambour entourant la chambre de chauffage préalable 8 et il y eat préalablement chauffé et séché, après quoi il passe dans la chambre 13 du four en traver-
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sant une écluse IS# catta ooluca) pout 8tro constituée par un nombre approprié de cloisons 14 comportant chacune sur leur pourtour;
une ouverture 15 les diverses ouvertures étant agencées entre elles de façon que, pendant la rota- tion du four, l'une d'elles soit complètement immergée dans la matière ou le charbon introduit dans le four, cette ma- tière empêchant ainsi le gaz contenu à l'intérieur du four,
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de o'6chapper ÙL travers llotiverturg d'enfournement du char- bon.
Une écluse semblable 12 est également montée à 1'es trémité de défournement et comporte une ouverture de défour- nement 17 de façon que la matière traitée puisse sortir du four sans permettra au gaz ou à une partie notable du gaz,, de s'échapper de l'intérieur du four à cet endro-it. Pour
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I1I.' le rçj-froidiFis3ement du produit traité, l'extrémité de défournement peut comporter une chambre de refroidisse- ment 18 constituée par exemple par une partie agrandie en forme d'aile,-pénétrant dans le récipient 19 contenant l'eau de refroidissement.Ainsi qu'on peut le voir par la fig. 3, les parois de la chambre 18 peuvent être, le cas échéant, ondulées de façon à assurer une plus grande surface de re-
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froidiasement., La chambre de refroidissement peut être, le cas échéants en forme d'éculue constituée de la facon décrite plus haut, ce qui rend 1'écluse 12' superflue.
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Les dispositifs dl'électiode.9 raprésentés Par '" les
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le chauffage et le séchage de la matière carbanée.
L'invention est représentée dans le dessin annexé qui montre, à titre d'exemple, deux modes de construction des électrodes pouvant être utilisés dans un four rotatif construit suivant l'invention et faisant l'objet d'une de- mande de brevet au nom des mêmes demandeurs, de même date que la présente et ayant pour titre Procédé et appareil pour le traitement thermique des matières dans des fours rotatifs".
La fig 1 est une coupe longitudinale du four.
La fig. 2 est une coupe transversale par la ligne CC de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe par la ligne B-B de la fig. 1.
La fig. 4 est une coupe par la ligne A-A de la fig. 1.
La fige 5 est une coupe longitudinale du four com- portant des électrodes d'un autre type.
1. est le four rotatif proprement dit, supporté de façon connue par des galets tournants µ. reliés deux à deux au moyen d'un arbre 3 et construits, le cas échéant, de fa- çon à pouvoir servir à faire tourner le four. . est un tube et une chambre de combustion en forme de tube, aménagé au centre du four, ce tube étant monté sur des supports et communiquant d'un côté avec les parties intérieures de la chambre du four à travers l'ouverture µ et l'autre côté l'extrémité d'enfournement, comportant une ouverture 2 ser- vant à introduire la charge dans la chambre de combustion.
Suivant le mode de construction représenté, la chambre 4 comporte à l'extérieur du four 1, une partie agrandie $ ser vant de chambre de chauffage préalable et entourée par un tambour 9 relié au four rotatif.Le gaz produit pendant la réduction passe dans le tube 4 et dans la chambre de chauf-
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l'uniformité de l'opération, ce qui contribue aussi à ré- duire l'augmentation de surchauffe locale entre les élec- trodes dans la zone de chauffage.
La ligne H¯H indique le plan horizontal.Le four est incliné sur ce plan horizontal de façon qu'à l'extré- mité d'enfournement,son axe soit plus haut qu'à 1'extré mité de détournement!, pour que la matière traverse le four automatiquement pendant la rotation de celui-ci.
R E S U M E
Dans les fours rotatifs par exemple les fours servant à réduire du minerai de fer mélangé avec du char- bon, sans fusion et dans lesquels la charge est chauffée par un courant électrique traversant la charge et amenée au moyen d'électrodes, un dispositif caractérisé par le fait que dans la partie la plus chaude du four, les élec- trodes ne sont en contact avec les parois du four que sur une petite partie de la périphérie du four ou pas du tout.
Ce disposit peut être caractérisé en outre par les pointe suivants:, ensemble ou séparément,. a) Les électrodes sont constituées par des dis- ques circulaires ou anneaux de diamètre inférieur à celui de la chambre du fours ces disques ou anneaux étant suppor- tés dans la chambre du four de façon qu'il ne soit pas en contact direct avec les parois de cette chambre dans la partie la plus chaude de celle-ci. b) Dans la chambre du four les électrodes sont montées sur des supports qui ne sont en contact avec les parois du four qu'à des endroits où la température est in- férieure a celle de la zone chauffée électriment c) Les électrodes sont constituées par des pièces radiales disposées à peu près comme les rayons d'une roue.
@ d) Pour le courant alternatif polyphasé, le dis-
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fig. 1 et 2 cent constitu par des pièces en forme de tiges 32 partant d'une pièce centrale 23 et disposées comme les rayons d'une roue. Gomme le montre la fig. 2, ces tiges sont coniques à leurs extrémités extérieures 24 en contact ' avec la maçonnerie ou la paroi intérieure, de aorte que la partie du pourtour sur laquelle chaque électrode est en con- tact avec les parois (la ligne de contact), soit très cour- te, compare avec toutes lea sufaces effctives des élec trodes 25 c'est-à-dire les surfaces assurant la transmis- sion du courant d'une électrode à l'autre à travers la charge.
Chaque électrode 25 comporte une partie 26 reliée électriquement de façon connue, aux conducteurs 28, 28 par lesquels arrive le courant électrique.
Dans le mode de construction représenté par la fig.
5, les électrodes comportent des disques angulaires 36' de diamètre plus petit que le diamètre intérieur du four et elles sont montées sur des supporte 27 traversat celles des parties des parois du four où la température n'est pas aussi élevée que dans la zone de chauffage, c'est-à-dire dans la zone comprise entre les électrodes 25' ou voisines de ces électrodes.
Dans ce cas, l'inconvénient mentionné plus haut, d'une surchauffe locale et de dérangements dans l'opération par suite de la formation, sur les parois du four, d'un pont conducteur entre les électrodes pendant l'opération, pont constitué par du fer spongieux et tout autre produit réduit bon conducteur de l'électricité, est réduit ou supprimé com- plètement .
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