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Procédé pour la fusion de minerais acides.
Lors de la fusion de minerais acides de fer, on obtient, à défaut de mesures préventives spéciales, des scories d'une viscosité considérablement supérieure à celle obtenue avec des minerais d'une composition normale. Il en résulte des difficultés de toutes sortes dans le fonctionnement du haut-fourneau. Les trous de coulée des scories se bouchent facilement et doivent être dégagés constamment à l'aide de crochets. La scorie sortie,du four se solidifie souvent immédiatement derrière le trou de coulée dans le chenal d'écoulement, s'y entasse et doit être enlevée constamment.
Si 'les scories à l'état de fusion doivent être transportées à un endroit spécial, pour y être coulées en pavas dans des fosses assez grandes, ces scories se sont déjà solidifiées prématurément' ou elles sont d'une viscosité telle qu'elles ne peuvent plus être coulées.
Il est facile à concevoir et par conséquent on a essayé à
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plusieurs reprises à diminuer la viscosité des scories par l'ajou- @ te de chaux. Des scories avec une teneur en cnaux supérieure à 40 % et avec une proportion réduite en proportion d'acide silici- que sont facilement fusibles et peuvent etre coulees facilement.
Malneureusement les minerais acides exigent une ajoute tellement élevée de chaux, en vue de produire des scories facilement fusi- bles, qu'il en résulte une consommation démesurée ae coke,
Il reste encore le moyen de faire marcher le haut-fourneau à une ternpérature plus élevée, en vue d'obtenir une scorie plus facilement fusible. En dehors de la difficulté d'une augmentation de la consommation du coke par suite de ce procédé, la réduction du silicium augmente de même dans une proportion indésirable. Le problème d'élaborer une conduite des scories du haut-fourneau, qui permet de produire une scorie aussi fusible que possible sans ajoute exagérée de chaux et sans surchauffement, reste donc tou- jours ouvert.
La présente invention porte sur un moyen qui, par l'observa- tion de plusieurs conditions, permet d'obtenir une scorie fusible sans ajoutes exagérées et par conséquent sans consommation dis- proportionnée de coke.
Le nouveau procédé s'applique surtout et avantageusement pour les cas dans lesquels les scories produites présentent en soi ou par suite de légères ajoutes de matières calcifères une propor - tion de la chaux à l'acide silicique variant entre 2 : 3 jusqu'à 1 : 1 (pour cents de poids). Pour ces scories, il est encore d'une importance capitale, en vue de l'obtention d'une scorie très fusi- ble, que la teneur en terre d'alumine soit diminuée si possible par les autres mesures à suivre, mais qu'elle n'augmente en aucun cas.
En effet, on a constaté que dans les limites de la proportion précitée de la chaux à l'acide silicique, une augmentation de la teneur en terre d'alumine augmente d'une part la viscosité des scories et que d'autre part sous certaines circonstances, les li-
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mites de ramollissement, c'est-à-dire le passage d'une viscosité supérieure (par exemple 150 poises) à une viscosité inférieure (par exemple 5 poises) seront élargies. Mais alors, aux. températures normales de coulée du haut-fourneau, ces scories sont vis- queuses comme du verre et indésirables pour ces raisons.
Suivant l'invention, une autre mesure consiste à diminuer la viscosité par l'ajoute d'acide titanique sous forme de matières contenant de l'acide titanique, en l'espèce de minerais contenant du titane. On a constaté qu'une augmentation de 2 à 35 % de la teneur des scories en acide titanique augmente la fluidité.
Cette mesure peut être renforcée ou remplacée par l'augmentation simultanée de la teneur des scories en magnésie et ce jusqu'à une limite supérieure de 25% de la scorie définitive, si la chaux et la magnésie sont ajoutées simultanément, il est avantageux d'effectuer cette ajoute sous forme de dolomie à l'état brut ou cuit.
En outre on a constaté que pour différentes teneurs en chaux dans les limites des valeurs précitées, il existe des proportions déterminées d'ajoutes très convenables et procurant des valeurs optima de la viscosité, Pour chacun des rapports de la chaux à ' l'acide silicique dans les scories, le tableau n 1 indique d'une part les limites proposées pour la composition concernant la teneur en acide titanique et en magné,sie, d'autre part, il indiqué les valeurs optima de la teneur en acide titanique et en magnésie, assurant la production de scories d'une viscosité extrêmement réduite.
TABLEAU N
EMI3.1
<tb>
<tb> Rapport <SEP> de <SEP> la <SEP> chaux <SEP> Teneur <SEP> en <SEP> acida <SEP> Teneur <SEP> en <SEP> magnésie
<tb> à <SEP> l'acide <SEP> silicique <SEP> titanique
<tb> Limites <SEP> % <SEP> Optimum <SEP> % <SEP> Limites <SEP> % <SEP> optimum <SEP> , <SEP>
<tb> env. <SEP> 2 <SEP> : <SEP> 3 <SEP> 2 <SEP> à <SEP> 30 <SEP> 10 <SEP> à <SEP> 25 <SEP> 5 <SEP> à <SEP> 20 <SEP> 8 <SEP> à <SEP> 14
<tb> " <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 2 <SEP> à <SEP> 20 <SEP> 10 <SEP> à <SEP> 20 <SEP> 5 <SEP> à <SEP> 20 <SEP> 7,5 <SEP> à <SEP> 17
<tb> " <SEP> 5 <SEP> : <SEP> 6 <SEP> 2 <SEP> à <SEP> 35 <SEP> 5 <SEP> à <SEP> 10 <SEP> 5 <SEP> à <SEP> 25 <SEP> 7 <SEP> à <SEP> 20
<tb> ou
<tb> " <SEP> 1 <SEP> :
<SEP> 1 <SEP> 20 <SEP> à <SEP> 35
<tb>
EMI3.2
'\
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Les règles précitées, en vue de l'obtention de scories fusibles, avantageuses pour l'exploitation et favorables à une fabrication ultérieure, ne son-L, nullement limitées au haut-fourneau proprement dit, mais par contre elles peuvent être employées pour tous les procédés de fusion de minerais acides, dans lesquels la réduction est effectuée dans une chambre à réaction d'un type différent : par exemple dans des fours rotatif s, des fours culbutants ou des fours Siemens Martin, la chaleur nécessaire à la réaction étant obtenue par la combustion de combustibles gazeux, liquides ou solides ou par chauffage électrique, par exemple par chauffage à l'arc, à résistance ou à haute fréquence en présence de moyens de réduction.
Le tableau n 2 démontre par quelques exemples les avantages du procédé ; il indique la teneur des scories en chaux, en acide silicique, en terre d'alumine; eu acide titanique et en magnésie, ensuite le rapport de la chaux à l'acide silicique et enfin dans les deux dernières colonnes les températures auxquelles on obtient les viscosités de 150, resp. de 5 poises ; ildémontre clairement que l'ajoute de certaines quantités d'acide titanique ou de magnésie réduit fortement la viscosité des scories en formation. En outre le tableau 2 démontre par des exemples qu'une augmentation de la teneur en terre d'alumine augmente la viscosité des scories.
TABLEAU N 2.
EMI4.1
<tb>
<tb> scories <SEP> CaO <SEP> SiO2 <SEP> Al2O3 <SEP> CaO <SEP> TiO., <SEP> MgO <SEP> Viscosité
<tb> 2@3 <SEP> SiO2 <SEP> @ <SEP> 150 <SEP> Poises <SEP> 5 <SEP> Poises <SEP>
<tb> % <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> à <SEP> C <SEP> à <SEP> C <SEP>
<tb> 1 <SEP> 22 <SEP> 33 <SEP> 26 <SEP> 2 <SEP> 0,2 <SEP> 3 <SEP> 1295 <SEP> 1420
<tb> :
3
<tb> I <SEP> avec <SEP> ajoute
<tb> de <SEP> 15 <SEP> % <SEP> de
<tb> TiO2 <SEP> 15,2 <SEP> 1210 <SEP> 1330
<tb> II <SEP> 35 <SEP> 40 <SEP> 16 <SEP> 5 <SEP> C,1 <SEP> 1,3 <SEP> 1210 <SEP> 1330
<tb> 6
<tb> II <SEP> avec <SEP> ajoute
<tb> de <SEP> la <SEP> % <SEP> de
<tb> TiC2 <SEP> 10,1 <SEP> 1190 <SEP> 1300
<tb> II <SEP> avec <SEP> ajoute
<tb> de <SEP> 7,5 <SEP> % <SEP> de
<tb> MgO <SEP> 0,1 <SEP> 8,8 <SEP> 1195 <SEP> 1300
<tb> III <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 11 <SEP> 1 <SEP> 0,2 <SEP> 3 <SEP> 1270 <SEP> 1320
<tb> III <SEP> avec <SEP> ajoute
<tb> de <SEP> 10 <SEP> % <SEP> de <SEP> TiO2 <SEP> la,2 <SEP> 1185 <SEP> 1275
<tb>
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TABLEAU2 (Suite)
EMI5.1
<tb>
<tb> Effet <SEP> d'une <SEP> teneur <SEP> supérieure
<tb> en <SEP> A1203
<tb> II <SEP> 35 <SEP> 40 <SEP> 16 <SEP> 5 <SEP> 0,1 <SEP> 1,3 <SEP> 1210.
<SEP> 1330
<tb> 6
<tb> II <SEP> avec <SEP> ajoute
<tb> de <SEP> 15 <SEP> % <SEP> Al2O3 <SEP> 31 <SEP> 1310 <SEP> 1470
<tb> III <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 11 <SEP> 1 <SEP> 0,2 <SEP> 3 <SEP> 1270 <SEP> 1320
<tb>
<tb> III <SEP> avec <SEP> ajoute
<tb> de <SEP> 5 <SEP> % <SEP> Al2O3 <SEP> 16 <SEP> 1260 <SEP> 1370
<tb>
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour la fusion de minerais acides, dans lequel le rapport de la teneur en chaux des scories obtenues finalement à leur teneur en acide silicique est de 2 :3 jusqu'à env. 1 : 1, caractérisé en ce que la teneur en terre d'alumine dans les scories est tenue à un niveau aussi bas que possible, afin de rendre très fluides les scories à des températures relativement basses.