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Il Procédé pour le traitement métallurgique,, de minerais oxydés dans des fours à cuve de peu de hauteur à oxy- gène ".
Lorsqu'on opère, dans des fours à cuve de peu de hauteur à oxygène, avec du charbon maigre et lorsqu'on amène la charge, par l'intermédiaire d'un four tournant, au four à cuve , il est avantageux de brûler, dans le four tournant, la quantité de gaz nécessaire pour le chauffage de la charge et d'extraire éventuellement le reste du gaz du four avant son entrée dans le four tour- nant. Il sort alors du four tournant un gaz de combustion, qui n'a ni un pouvoir calorifique important, ni un excès de chaleur sensible, ce qui revient à dire que le gaz est complètement épuisé et peut, dès lors, être évacué.
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Il n'en est, toutefois, pas ainsi lorsqu'on traite, dans le four tournant, le lit de fusion non pas avec du charbon maigre, mais bien avec du charbon à gaz. Le charbon à gaz contient des constituants volatils, qui ont une Grande valeur et dont la destruction par la combustion signifie une perte * Lorsqu'on se sert, des lors, de charbon à gaz dans le four tournant, il importe d'opérer d'une autre façon.
Lorsqu'on emploie un charbon maigre, la quantité de vent à insuffler dans le four tournant doit être mesurée de façon à suffire à la combustion du gaz passant dans le four tournant et de l'oxyde de carbone se dégageant dans le four tournant de la charge solide . Par contre, lorsqu'on emploie du charbon à gaz, la combustion complète du gaz serait non seulement superflue, mais elle aurait pour ré- sultat d'éliminer les constituants volatils précieux. Ces matières volatiles sont extraites du charbon dans le four tournant, lors du passage du lit de fusion, et sont entraînées par les gaz de combustion. On peut ainsi répa- rer les matières volatiles dans une installation de récupé- ration de sous-produits associée au four tournant.
Le gaz de valeur, qui subsiste après la séparation des composants volatils, est conduit dans une installation d'utilisation appropriée. Les composants volatils sont pratiquement séparés complètement dans l'installation de récupération de sous-produits. Il s'agit en fait unique- ment des distillats et non des constituants proprement dits du gaz, tels que l'oxyde de carbone, le méthane et l'hydrogène .
Ce gaz résiduaire est, à condition qu'il provienne des constituants volatils du charbon, simi- laire au gaz d'usine à gaz ou au gaz de four à coke . Il ne se distingue des ces derniers que par le fait qu'il est mélangé aux gaz de combustion, provenant des gaz brû-
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lés à la base du four tournant avec l'air introduit et a un pouvoir calorifique non pas égal à 4000 kcal/m3,mais inférieur à cette valeur . Il n'empêche qu'il s'agit d'un gaz précieux dont le pouvoir calorifique de la nature du charbon à gaz et du rapport du mélange entre les gaz de flamme et le gaz séparé par distillation.
Suivant l'invention, on travaille de façon à fournir au four tournant un lit de fusion, qui est mélangé au à gaz charbon et brûle dans le four tournant une partie du gaz de réduction. Grâce à cette combustion partielle le gaz de réduction ne perd qu'une partie de son pouvoir calorifi- que et à la sortie du four tournant, on obtient, après séparatign des matières volatiles, un gaz, qui est, à tous les points de vue, meilleur, que le gaz de haut-fourneau.
Dans le mode opératoire suivant l'invention, le vent secondaire est envoyé à la base du four tournant. On travaille avec une quantité devent juste suffisante pour brûler la quantité d'oxyde de carbone nécessaire au chauffage du lit de fusion.
Dans le procédé suivant l'invention, il est avanta- geux de ne pas laisser s'élever trop la température de travail dans le four à cuve de peu de hauteur à oxygène dans lequel est introduite la charge, provenant du four tournant. La diminution de la température de travail peut s'obtenir par mélange de vent à de l'oxygène de haute qualité, avec lequel le four est d'ailleurs alimenté.
Lorsque les conditions sont favorables, on peut même utiliser quelquefois de l'air seulement.
La distribution de la température et la composition des gaz de flamme, qui prennent naissance par la combustion partielle du gaz de réduction par le vent secondaire dans le four tournant, doivent être choisi de façon qu'au début de la zone de distillation dans le four tournant,les
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gaz de flamme ne possède plus aucun caractère oxydant. Le charbon à gaz introduit avec la charge dans le four tour- nant et glissant vers le fond de ce four tournant atteint progressivement des zones où règnent des températures de plus en plus élevées. Ainsi, le charbon est d'abord chauf- fé et ce chauffage est suivi de la distillation. Au moment du début de la distillation les gaz de flamme n'ont plus aucun caractère oxydant, en sorte que les constituants vola- tils ne sont pas détruits.
Lors de la mise en valeur des distillats dans une installation de récupération de sous-produits, il subsiste après la séparation des sous-produits un gaz résiduaire.
Comme on a insufflé du vent secondaire dans le four tournant, le gaz résiduaire contient une proportion corres- pondante d'azote . Cet azote diminue la valeur du gaz rési- duaire . Il est par conséquent, avantageux d'enrichir le vent secondaire en oxygène , de façon à diminuer sa teneur en azote et à ainsi augmenter la valeur du gaz résiduaire.
Lorsqu'on enrichit le vent secondaire en oxygène,la tempé- rature régnant dans le four tournant croit . Ce phénomène n'e'st, toutefois, pas préjudiciable, étant donné que la combustion du gaz n'est que partielle et que le phénomène de combustion s'arrête dès que les gaz de combustion attei- gnent la zone de distillation. La condition optimum à réaliser consiste à conférer au vent secondaire une te- neur moyenne en oxygène .
Lorsqu'on travaille dans le four tournant avec du charbon à gaz , il arrive quelquefois que le four à cuve de peu de hauteur à oxygène contient trop peu de charbon.
On ne peut joindre un trop grand excès de charbon à la charge, étant donné qu'un excès de charbon à gaz donne facilement lieu à des combustions indésirables dans le four tournant. C'est la raison pour laquelle , dans le
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procédé suivant l'invention, on alimente simultanément le four à cuve à oxygène en charbon maigre supplémentaire
Le procédé suivant l'invention permet de traiter dans le four tournant aussi bien des matières en gros morceaux qu'en fins morceaux et aussi bien du minerai que du charbon .
Les gros morceaux ne sont, il est vrai, pas aussi vite chauffés à fond que les petits morceaux, en sorte que la pré-réduction des matières en gros mor- ceaux dure plus longtemps que celle des matières en fins morceaux . Toutefois, grâce à la température élevée ré- gnant à l'entrée dans le four tournant, l'inconvénient mentionné ci-avant est complètement évité . Il s'ensuit l'avantage substantiel, selon lequel le four tournant peut être alimenté au moyen de n'importe quelle matière première, sans qu'il soit besoin de soumettre cette der- nière à une préparation préalable . De'plus, il n'est pas nécessaire de laver le charbon, étant donné que le trai- tement des cendres au four de traitement métallurgique ne présente aucune difficulté .
Le minerai de même que le charbon peuvent être amenés à l'état brunt, c'est-à- dire à l'état où ils sont extraits de la mine et sans qu'ils. doivent subir un classement, au four tournant. Si on travaillait de cette manière au haut-fourneau, il en résulterait des dérangements graves. Au haut-fourneau, un gros morceau de minerai ne subirait qu'une faible pré-réduction dans le creuset du four et devrait y être réduit directement , c'est-à-dire à l'aide de car- bone fixe . Cet inconvénient ne se présente pas dans le procédé , suivant l'invention, étant donné que.dans le four à cuve de peu de hauteur une réduction indirecte, c'est-à-dire une réduction à l'aide d'oxyde de carbone, n'entre pratiquement pas en ligne de compte .
Il est évident qu'un morceau ayant subi une petite préréduction
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utilise plus de chaleur et plus de carbone dans le four à cuve de peu de hauteur qu'un morceau ayant subi une forte pré-réduction . L'attaque des matières oxydantes sur les morceaux de minerai est cependant beaucoup plus intensive dans le four tour- nant que dans le haut-fourneau et, dès lors, les morceaux de minerai se décomposent, par glissement dans le four tournant et sous l'action de la réduction et de la température plus élevée, beaucoup plus facilement qu'au haut-fourneau .
Dans le procédé suivant l'invention, le charbon est utilisée de la façon la plus avantageuse possible dans le système de traitement métallurgique . La demande de com- bustible par tonne de fonte obtenue tombe environ à 450 kgs.
Il est souvent avantageux de dépasser intentionnel- lement cette demande minimum en charbon . C'est le cas notamment lorsqu'on veut obtenir un gaf final de grande valeur en partant de charbon de qualité mé- diocre .
Si on tient compte des 50 kgs. de charbon, qui sont utilisés pour la carbonisation de chaque tonne de fonte, la demande totale en charbon à utiliser dans le procédé suivant ltinvention s'élève à 500 kg par tonne de fer. Cette quantité totale de charbon se répartit de la façon suivante . Une partie constituée de charbon à gaz est fournie au four tournant, tandis qu'une autre partie constistuée de charbon maigre est livrée au four à cuve de peu de hauteur. Cette double alimentation en charbon est très avantageuse en ce sens qu'elle permet facilement d'équilibrer les fluctuations se présentant dans la consommation de charbon. Il peut se faireque, pour une raison quelconque, le four tournant utilise trop de
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charbon .
L'excès dé charbon utilisé dans le four tour- naat vient alors à manquer dans le four à cuve de peu de hauteur, où, en raison du manque de charbon, on ne dis- pose pas de la chaleur nécessaire à la fusion du fer et des scories et à la continuation de la réductiop. Ce cas se présente, par exemple, lorsqu'une quantité quelque peu trop grande de chanbon est brûlée par le vent se- condaire . Cet excès de charbon brûlé se remarque par le fait que les gaz quittant le four tournant contiennent des quantités plus ou moins importantes d'oxyde de car- bone ou sont trop chauds, c'est-à-dire ont encore un pouvoir calorifique ou de la chaleur sensible . Dans un tel cas, on peut quelque peu corriger la marche du four, en augmentant, de manière appropriée, la fourni- ture de charbon maigre au'four à cuve de peu de hauteur.
REVENDICATIONS ----------------
1. Procédé pour le traitement métallurgique de minerais oxydés dans un four à cuve de peu de hauteur à oxygène, caractérisé en ce que le lit de fusion comprenant du charbon à gaz est amené au four à cuve pré- cité par l'intermédiaire d'un four tournant, dans le-. quel on brûle une partie du gaz de réduction provenant du four à cuve , tandis que.on fournit simultanément et directement du charbon maigre supplémentaire audit: four à cuve.