BE503611A - - Google Patents

Description

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  PROCEDE POUR PRODUIRE L'ACIER DIRECTEMENT DES MINERAIS FERREUX. 



   La présente invention concerne un procédé pour la production di- recte de 1?acier en partant des .minerais;, en un seul cycle de production, sans arrêter 1?opération à la production de la fonte. 



   Les avantages du procédé selon l'invention consistent dans la réduction de la consommation de charbon, dans la possibilité d'utiliser des minerais et des matières carbonées en morceaux petits ou même très petits (y compris le poussier de charbon) et de qualité médiocre ou inférieure et dans la possibilité d'obtenir à   l'état   liquide, avec une installation relativement simple., un alliage métallique d'une composition peu différente de celle du produit final qui est obtenu au moyen d'une phase d'affinage qui est   effec-   tuée dans des fours d'aciérie de type   connu,   mais qui est rendue plus simple et plus rapide par la nature du produit qui est traité dans de tels fours. 



   L'acier produit est très pur par suite de la possibilité d'élimi- ner notamment le phosphore et le soufre. 



   Le procédé selon 1?invention est basé essentiellement sur les pha- ses suivantes ; a) on prépare, soit directement dans le four, soit dans un réser= voir séparée un laitier de mise en marche du   procéder   analogue à un laitier de haut fourneau, par exemple en portant à la fusion un mélange en proportions convenables de chaux, silice et alumine b) on réduit en poudre, si nécessaire, ou on broie des minerais de fer (ou bien des résidus industriels contenant du fer), des matières qui peuvent agir comme substances réductrices (notamment du charbon) et des sub= stances   scorifiantes,   telles que par exemple des matières   calcaires,   avec ad- jonction éventuelle d'autres minerais, par exemple de manganèse c) on mélange entre elles de façon   intimeg   avec des moyens conve= nables,

   les substances en poudre indiquées sous b); 

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 d) on charge d'en haut lesdites substances sur un lit de laitier fondu préparé dans un four (-voir phase a) et maintenu à une haute température, de façon à former une couche d'une épaisseur à peu près uniformeo Il faut prendre soin que la charge couvre complètement la surface du bain de matières fondues, notamment qu'elle arrive jusqu'au contact des parois et qu'elle ne soit pas comprimée d'une façon excessive pour ne pas empêcher le passage des gaz sans toutefois présenter des cheminées   d'échappement   à travers lesquel- les les gaz pourraient passer sans avoir pris part à la réaction;

   e) on chauffe le laitier en le maintenant à une haute température par le passage de courant électriqueo La chaleur du laitier est transmise à la charge surnageante, dont les composants réagissent, les minerais sont réduits, le calcaire se transforme en oxyde de calcium et dissout la gangue; il en résulte des gouttelettes de métal et des gouttelettes de laitier qui descendent par gravité jusqu'au bain, les premières se séparant par diffé- rence de poids spécifique et se déposant sur le fond, les autres se fondant et s'incorporant dans le bain; f) du fond du four, on extrait le métal, d'une façon continue ou intermittente, au fur et à mesure qu'il se forme;

   g) à travers un trou existant dans la paroi du four, on extrait du laitier d'une façon continue ou intermittente, de manière à maintenir à peu près constante l'épaisseur dudit laitier à l'intérieur du four; h) on continue l'alimentation du four d'en haut, comme décrit sous d)o L'épaisseur de la charge traitée pourra être par exemple de 50 cm si le bassin du four a le diamètre de 4 m, i) le métal extrait du four, comme indiqué sous f), peut être laissé se solidifier pour le charger plus tard dans un four   d'aciérieo   Ce- pendant il est préférable, afin d'obtenir une production plus grande en é- conomisant la chaleur, d'introduire le métal fondu extrait du four de réduc- tion directement dans un four pour la production de l'acier (tel qu'un four du type   Heroult,   Martin-Siemens, etc ...

   ) dans lequel on effectue l'opération d'affinage, qui est beaucoup plus rapide, bien que conduite avec les mêmes règles générales valables pour la production de l'acier à partir de la fonte, du minerai et de la mitraille,parce que la matière chargée dans le four a déjà une composition proche de la composition finale; j) si l'on désire produire des aciers spéciaux, on ajoute les matières de correction convenables, pendant que la matière se trouve dans le four d'affinage.

   A titre d'exemple nullement limitatif, on se réfère au dessin annexé sur lequel on a indiqué schématiquement les moyens essentiels 'pour appliquer le procédé selon   l'inventiono   
Un mélangeur 1 reçoit la matière d'une trémie 2 et l'envoie dans un couloir 3 qui la conduit à un four de réduction 4, dans lequel les élec= trodes 5 chauffent un bain 6 sur lequel est étendue une couche de charge 7. 



   Le laitier peut être extrait par la bouche 8,tandis que le métal, qui se dépose en 9, est extrait par l'ouverture 10 et passe, en traversant le canal 11, dans le four d'aciérie 12, qui le verse dans la poche 13 à l'ins- tant convenable en se baissant (comme représenté en pointillé)o 
On donne ci-après un exemple d'application du procédé 
1)- Pour la mise en marche, on porte à la fusion un mélange com- prenant   44   % d'oxyde de calcium,   37%   de silice et 12% d'alumine (le reste étant formé par des  impuretés)o   
On obtient un laitier ayant sensiblement la composition suivante :   43,7%   de CaO, 2,98% de MgO,   36,5%   de SiO2,   11,5%   de Al2O3. 



   2)- On charge un mélange, homogène autant que possible, des pro- duits suivants (la charge se réfère aux quantités nécessaires pour produire une tonne d'acier brut pour affinage); 
I - 1700 Kg de minerai de fer ayant la composition suivante (rap- portée au poids du produit sec) :  59,5%   de   Fe,   10% de SiO2, 3% de Al2O3 ,   0,7 %   

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   de Mn,     S+P+   autrês impuretés 1%. 



   II - 300 Kg de charbon tel que coke en morceaux de 0 à 10 mm (poussier) ayant la composition suivante, rapportée au produit   sec :   80 % de carbone fixe, 8% de silice, 3% de AL2O3, 2% de MgO, 6% de matières vola- tiles, S+P 1%. 



   III - 460 kg de calcaire, ayant la composition 51% de CaO, 
 EMI3.1 
 40 de C0z9 1,5% de A120Ô:1 3% de Si02 29 de MgO. 



   3)- Le gaz qui s'échappe du four contient 540 kg d'anhydride carbonique (dont 400 proviennent de la   réduction-et   140 de la décomposi- tion du calcaire)., et 270 kg d'oxyde de carbone; il contient en outre plu- sieurs impuretés et de petites quantités de vapeur   d'eau.   



   La température des gaz à la sortie est de quelques dizaines de degrés C au-dessus de la température ambiante. 



   4)- Du four de réduction, on tire une tonne d'acier brut ayant la composition   suivante  97,3% de fer, 1,5   %   de carbone,   0,7 %   de manganè- se, 0,5% de silicium, soufre+phosphore conjointement moins de 0,1%. 



   Le métal est extrait à une température d'environ 1400 C et le laitier à environ 1550 C. 



   Au cas où le transport du métal au four d'affinage se fait à l'aide d'une poche, il faut extraire le métal à une température quelque peu plus haute pour tenir compte du refroidissement pendant le   transporto   
5)- Le laitier sorti du four a sensiblement la composition sui- 
 EMI3.2 
 vante s 4397 de CaO, 2,28% de MgO, 36,5% de Si02, 11r5% de A1203, 2,62% de FeO,   1,75%   de MnO, 0,87% de soufre. 



   Il y a lieu de remarquer la teneur réduite du laitier en oxyde de fer, ce qui indique une bonne utilisation du contenu en fer de la matière traitée. 



   Pour chaque tonne d'acier, on produit environ 570 kg de   laitiero     6 -   L'affinage dans le four, du type Heroult ou à flammes, avec addition de mitraille sélectionnée ou de minerai, est très court par suite de la grande pureté dès matières fondues et de la teneur en carbone relative- ment peu élevéeo 
Cette phase de l'opération, qui est effectuée dans les fours d'a- ciérie, a lieu selon la technique connue en tenant compte des caractéristiques différentes de la matière traitée.

Claims (1)

1. Les avantages du procédé qui consistent dans l'économie de l'ex- ploitation, dans la possibilité d'utiliser du minerai en poudre, éventuelle- ment après un procédé d'enrichissement, et partant pauvre en gangue, et dans la possibilité d'utiliser comme matière de réduction une matière carbonée qui peut être d'un bas prix de revient, ressortent de ce qui précédée De plus, le produit obtenu ayant des proportions très réduites de soufre et de phospho- re est à même de permettre rapidement sa transformation en l'acier que l'on désire produireo RESUME.

   Procédé pour produire l'acier directement à partir des minerais ferreux, remarquable notamment par les caractéristiques suivantes, considérées séparément ou en combinaison : a) On prépare, dans un four de réduction, un laitier qui est por- té à la fusion et maintenu à une haute température, sur lequel on charge d'an haut un mélange intime de.matières broyées ou pulvérisées, contenant un mine- rai ou plusieurs minerais de fer, conjointement avec des substances réductri- ces et des substances scorifiantes, en obtenant la formation de métal, en alliage avec le carbone et avec des petites proportions d'autres éléments;

   ce métal est extrait du four de réduction et amené dans un four d'aciérie pour l'affinage final, tandis que le laitier qui se forme en même temps dans le <Desc/Clms Page number 4> four à réduction est soutiré au fur et à mesure qu'il se forme de façon à main- tenir son épaisseur-dans des limites fixées à l'avancée b) Le laitier initial est formé par un mélange de chaux, silice - et alumine, c) La charge du four de réduction est formée par un mélange de minerai de fer, de charbon et de -calcaire. d) les pourcentages en poids des matières de charge sont à peu près les suivants minerai de fer (60% Fe) 69 kg; charbon 12 kg;

   calcaire 19 kg. e) Le produit brut obtenu dans le four de réduction est laissé se solidifier avant de le charger dans le four dans lequel l'affinage a lieu. f) Le produit brut obtenu dans le four de réduction est chargé à l'état liquide dans le four d'affinage. g) Pendant l'affinage, on introduit dans le four des éléments d'alliage et des correctifs pour obtenir des aciers spéciauxo