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" Procédé de traitement de minerais oxydés dans des fours à cuve électriques de peu de hauteur ".
Les fours à cuve électriques de peu de hauteur laissent s'échapper, en quantité relativement faible, un gaz de réduction, qui possède cependant un pouvoir calorifique élevé. En général, les fours à cuve électri- ques de peu de hauteur sont fermés pour le traitement de minerais de fer . Dans certains cas particuliers seulement, les fours à cuve du type spécifié ci-dessus restent ou- verts pendant le traitement,spécialement lorsque la natu- re particulière de la matière première l'indique . Un tel cas exceptionnel se présente, par exemple, lorsque des déchets de fer légers,des rouleaux de fils ,de fer barbe-
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lés et des matières de ce genre doivent être traitées métallurgiquement en même temps que du minerai de fer.
Pour le traitement de ce genre de matières premières, le four monophasé s'est avère particulièrement approprié, l'électrode supérieure de ce four étant suspendue cen- tralement dans l'axe du four et la seconde électrode de ce four étant,comme d'habitude , agencée comme électrode de fond. Bien que la perte du gaz dans ce four soit sup- portable au point de vue économique parce que le four. per- met le traitement, des déchets susmentionnés,il serait malgré tout très avantageux de pouvoir utiliser le gaz, qui prend naissance dans le four, traverse la charge en se dirigeant vers le haut et @ s'échappe par le gueulard ouvert) où il brûle en donnant une flamme éclairante.
La présente invention a pour but d'éviter cette perte de gaz et de permettre une marche plus économique du four à cuve électrique de peu de hauteur pour le traitement des matières premières encombrantes mentionnées ci- dessus. Suivant la présente invention, le four à cuve électrique de peu de hauteur est fermé et est raccordé à un four rotatif, par l'intermédiaire duquel la charge est amenée au four à cuve électrique . Comme le centre du four est occupé suivant son axe par l'électrode cen- trale,il n'est pas possible de disposer le four rotatif au-dessus du four électrique, de façon que le four rotatif introduise centralement la charge dans le four à cuve comme c'est, par exemple, le cas dans le haut-fourneau.
Le four rotatif est, par conséquent, avantageusement dispose sur le côté au four à cuve et à un niveau plus élevé que celui- ci. Deux conduites de chargement, venant du four débouchent rotatif sur les côtés du four à 'cuve lesquelles conduites servent à introduire la charge dans le four à cuve électri- que de peu de hauteur. Les ouvertures de chargement du four
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à cuve sont avantageusement ménagées de façon symétrique dans les parois du four, en sorte que la charge glissant dans le four n'exerce pas de pression unilatérale sur l'é- lectrode supérieure du four.
Le gaz s'échappant du four à cuve électrique est ame- né dans le four rotatif, où il est brûlé au moyen de vent.
La quantité de gaz produite est relativement faible, mais son pouvoir calorifique est très élevé . L'invention ne s'applique pas seulement au four à cuve électrique de peu de hauteur ouvert, mais aussi au four fermé en servi- ce, qui récupère, par conséquent,déjà les gaz du gueulard et permet leur mise en valeur en dehors du four de traite- ment métallurgique , Jusqu'à présent, il n'était pas d'usa- ge d'utiliser à fond le gaz pour le traitement métallurgi- que lui-même, ce qui serait beaucoup plus avantageux,et
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pour cette raison, la consommation de oonlus,t.bJ.e, 'sr cas de traitement de minerais supposée de bonne'qualité,' ne se chiffre pas seulement à environ 400,ks/tone de,,fon'6e produite, mais comprend également,, envirçkn-,Z'5ao,,Wh/tnne, minerais de En cas de/qualité médiocre , la consommation.
dxsn'e,rg.e peut encore augmenter Mais..si) ='contrai-. rement à la pratique utilisée jusqu'à présen.le'.charb'on est, suivant l'invention, brûlé sensiblaàfnb"qàn#à'µ%épent à l'état d'anhydride carbonique à Ilint*ériéur,,di4-'s7,t,me ',,li de traitement métallurgique, son po-4voïr.--cal-0,rîtiqg est entièrement utilisé dans ce système.,--"' Il est courant depuis de iongues..annÀèis#,14e#.;#çà%pi.lier ".' . ; .. >: . en four à cuve électrique auvert pour .^oi;e,i.,â:',1,- .ferroalliages, tels que le ferros...o::, ;e,otri,2,se,etc comme aussi, par exemple, pour la proéuçt.ï>oµ',)G.e.Jc0FbuFe¯" ji. de calcium.
Dans les fours de ce genrei - orilli',,,,,g%,1.' rieu ''. ' ,'t,1:.,,i', produit enté/renient du fer de différente;'';fqpr^4 our. dés raisons économiques, on en est arrivé cependant, il y a
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environ 20 anse à fermer le four à cuve électrique, pour autant qu'il soit employé à la production de fer, et les fours à cuve électriquess de peu de hauteur modernes tra- vaillent toujours fermés. Le gaz de gueulard formé a une valeur telle qu'en général on ne peut pas faire abstrac- tion de sa mise en valeur et, par conséquent, renoncer à fermer le four.
Il existe cependant des cas particuliers 'où l'ouverture du four se justifie .C'est le cas notam- ment lorsqu'on utilise des charges partiellement oxydées et qu'on emploie en même temps des charges de matières métalli- ques , en sorte que la consommation de charbon et, dès lors, la quantité de gaz produits est inférieure à celle correspondant au traitement de minerais oxydés seuls Sou- vent aussi, le four ne peut être fermé, parce que la ma- tière première a une forme tellement irrégulière qu'elle ne peut être introduite dans le four par les dispositifs de chargement entrant en ligne de compte dans les fours fermés.
Dans le fourà cuve électrique de peu de hauteur, on opère, suivant le procédé de la présente invention,par introduction de charbon à raison d'environ 400 kgrs par tonne de fer produite. 50 Kgrs. de charbon environ sont utilisés à la carburation de la fonte, en sorte que le gaz de réduction se forme à partir des 350 Kgrs. de char- bon restants. Jusqu'à présent, le pouvoir calorifique du charbon utilisé en four à cuve électrique n'était utilisé qu'à raison de 1/3 environ, c'est-à-dire que, des
7000 Kcal/Kg fournies, 2500 Kcal/Kgr seulement étaient effectivement utilisées.
Suivant le procédé de la présen- te invention, le charbon est, par contre, pratiquement transformé complètement à l'état 'd'anhydride carbonique dans le système de traitement métallurgique et, de cette manière, la presque totalité du pouvoir calorifique du charbon est utilisée.Comme on l'a noté ci-dessus on
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consommait dans la technique antérieure, à côté de 400 Kgrs.
de charbon, encore 2500 kWh par tonne ., Par contre) en opérant selon la nouvelle technique, on arrive à ne plus consommer que 100 kWh/tonne de fonte .Le supplément de con- sommation dans les procédés appliqués jusqu'à présent doit être attribué à ce que le charbon n'est utilisé,ainsi qu'on l'a noté ci-dessus,qu'à raison de 1/3 dans le système, tandis que 2/3 sont perdus et doivent être remplacés par de l'énergie électrique . Grâce au procédé suivant l'invention, le charbon est utilisé complètement et,par conséquent, la quantité d'énergie électrique supplémentaire à employer diminue .
Dans le four rotatif, le minerai subit un traitement préalable important. Il y est séché, grillé, préalablement réduit et aggloméré . Le minerai de fer entre dans le' four à cuve électrique de peu de hauteur avec le restant du charbon en ayant perdu préalablement la plus grande par- tie de son oxygène . Le minerai est déjà transformé en pro- portion importante en fer métallique avant son entrée dans le four électrique . Le restant est constitué par l'oxyde de le fer le plus pauvre en oxygène, c'est-à-dire l'oxydu de fer, FeO. Dans le four à cuve électrique, il ne reste plus donc pour qu'à effectuer la fusion/séparer le fer'des scories et un travail peu important de réduction.
Comme la charge a déjà à l'entrée du four à cuve électrique une température de 1000 C, la fusion ne nécessite plus qu'une consommation d'environ 500 kWh/tonne . Ce chiffre varie .évidemment 'quel- que peu . Pour des minerais très riches, on consomme un peu moins , tandis que pour des minerais plus pauvres/on consomme davantage , parce que pour ceux-ci la quantité de scories est plus grande . Un charbon de médiocre qualité augmente également la consommation de courant, car la grande quantité de cendres résiduaires de ces charbons doit être fondue .
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La consommation d'énergie s'éleva également, lorsque se présentent des conditions désavantageuses à l'opération dans le four, mais cette consommation ne dépasse pas 800 kWh/tonne. Si on tient compte de toutes les pertes, on arrive à une consommation totale d'énergie électrique ne dépassant pas 1000 kWh/tonne en chiffres ronds.
Le traitement au four électrique avait jusqu'à pré- sent l'inconvénient d'exiger, par suite de la grande con- sommation d'énergie nécessaire (2500 kWh/tonne), l'emploi de courant à meilleur compte . L'énergie électrique n'est coûteuse pas seulement particulièrement en général, mais est également le plus souvent rare, spécialement en hiver, en sorte que le développement du traitement métallurgique électrique a été fortement ralenti. Dans le cas du nouveau procédé, les conditions économiques sont cependant tout-à- fait différentes . La consommation de 400 Kgrs/tonne et de moins de 1000 kWh/tonne de fonte permet un développement étendu du procédé électrique de traitement métallurgique.
Il a déjà été signalé que le transfert de l'agglomérat du four rotatif au four à cuve électrique s'effectue avanta- geusement par deux conduites disposes de façon symétrique des deux côtés du four. Cet agencement est nécessaire pour que, d'une part, le four soit chargé uniformément, nais d'autre part;
aussi pour qu'il ne se produise aucune pres- sion irrégulière sur l'électrode supérieure Si¯, ce qui sait serait plus simple en soi, on n'introdui l'aggloméré du four rotatif dans le four à cuve électrique que par une conduite unique, comme cela a, par exemple, été proposé pour le four à cuve de peu de hauteur à oxygène, la charge ne glisserait contre l'électrode que d'un seul coté et exerce- rait sur celle-ci une pression latérale élevée, sans compter que le four ne se remplirait que de façon très irrégulière.
Malgré tout, même dans le cas où la charge est introduite
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par deux conduits,le chargement entièrement symétrique du four est encore insuffisant, car l'introduction de l'agglo- méré a lieu en deux endroits seulement du four, et qu'il se forme à ces endroits des cônes de déchargement vers l'in- térieur du four, Pour cette raison, on prévoit sur les deux venant parois latérales du four qui ne touchent pas aux conduites 7- du four rotatif, des portes de travail , à travers lesquel- les, de même que dans les gazogènes, on peut effectuer au moyen de ringards une répartition des agglomérés introduits latéralement.
Ce travail à la main s'est montré avantageux pour assurer la marche régulière du four.'De temps en temps la surveillant peut examiner la marche du four à travers les portes de travail et en cas de besoin répartir uniformé- ment l'aggloméré . Il est évident que lesportes, de tra- vail doivent être disposées à une hauteur, telle qu'elles restent en dehors du cône de déchargement formé lors de l'introduction des agglomérés.
Les portes de travail ont encore un autre rôle à rem- plir .De temps en temps, comme chaque homme de métier le sait, les électrodes se désagrègent .De petits mor- ceaux d'électrode tombent dans le four. et sont rapidement. consommés par l'oxygène du minerai . 0 Des morceaux plus importants doivent cependant être enlevés. Les portes de travail contribuent de façon notable à ce but.
Le four à cuve électrique de peu de hauteur travaillant,suivant le d' procédé de la présente invention, est avantageusement/une hauteur quelque peu supérieure à ce qui aérait strictement nécessaire, au point de vue de l'aggloméré . Malgré cela, il n'est pas plus haut que le four à cuve utilisé jusqu'à présent, car dans le mode opératoire suivant l'invention, seules la fusion du fer et des scories et la réduction finale du minerai se font dans le four à cuve électrique ,en sorte une très petite hauteur de chute seulement est néces- saire.
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Le procédé suivant l'invention peut aussi être appli- qué à la fusion d'autres minerais oxydés ,de la manière décrite ci-dessus pour les minerais de fer.
Il est parfois recommandé de n'introduire dans le four rotatif qu'une partie du combustible total, et d'intro- duire le restant directemant dans le four à cuve électri- que de peu de hauteur, Ce mode opératoireest avantageux lorsqu'il s'agit de traiter du charbon à gaz dans le four rotatif . Dans ce cas,on ne brûle pas dans le four rotatif la totalité du gaz, mais seulement une partie de ce gaz, et on utilise les gaz sortants pour la carbonisation du charbon à gaz. Les produits de la carbonisation se séparent aisément des gaz résiduels,En général , on n'introduit dans ce cas dans @ le four à cuve de peu de hauteur que des charbons maigres.
REVENDICATIONS.
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1. Procédé de traitement matallurgîqiie de minerais oxydés dans un four à cuve électrique de peu de hauteur, caractérisé en ce qu'on recueille les gaz de réduction on produits dans le four à cuve de peu de hauteur et/les intro- duit dans un four rotatif dans lequel ces gaz sont en vue brûlés de chauffer la charge à introduire dans le four à cuve de peu de hauteur par l'intermédiaire du four rota- tif.