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FABRICATION DE POUDRE DE FER A FRITTER.
L'invention concerne la fabrication de poudre de fer à fritter.
Elle a pour but de produire, en utilisant une nouvelle matière de départ, une poudre de fer à fritter possédant, par rapport à d'autres poudres de fer à fritter connues, l'avantage d'un prix de revient sensiblement plus bas à qua- lité au moins égale. Ceci supprime l'obstacle principal s'opposant jusqu'ici à l'application des procédés métallurgiques utilisant des poudres, procédés présentant des avantages à de nombreux points de vue.
Jusqu'ici, la fabrication de poudres de fer à fritter devant avoir, à cause de leur utilisation ultérieure, des grosseurs de grain allant jusqu'à environ 0,4 à 0,5 mm, s'effectuait suivant des procédés généraux divers, soit par voie mécanique soit par voie chimique.
L'un des procédés consiste en ce que du fer compact est amené par broyage, par voie purement mécanique, dans des broyeurs centrifuges, à la gros- seur de grain nécessaire. D'autres procédés partent du fer .en fusion qui est amené à la forme finement subdivisée par des mesures appropriées,. Ce résultat est obtenu, par exemple en amenant un mince jet de fer, après granulation par un cône d'eau spus pression, à l'état finement divisé recherché, par contact avec un plateau centrifuge muni d'organes de broyage, ou par contact avec un cône de vapeur ou d'air comprimé.
Dans les procédés chimiques de fabrication de poudre à fritter, on part de composés oxydés du fer, tels que croûtes de laminage, battitures, concentrés de minerai de fer Scandinaves,ou autres, qui doivent être réduits ultérieurement. S'il faut produire une poudre de fer tout à fait pure, telle que le fer-carbonyle, on utilise comme matière de départ le pentacarbonyle de fer de formule Fe (CO)S.
Il n'est pas nécessaire d'expliquer en détail que les poudres à
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fritter fabriquées de cette manière sont très coûteuses, notamment à cause des frais inhérents aux procédés. En outre, les procédés de fabrication con- nus conduisent souvent à une poudre à fritter ayant une granulométrie et une forme des particules impropres au passage à la presse.
Le procédé suivant l'invention part d'un produit de déchet, à sa- voir de la poussière de hauts-fourneaux, servant de matière de départe pour la fabrication de la poudre à fritter. Cette poussière des hauts-fourneaux contient, dans l'état dans lequel,elle est normalement récupérée, jusqu'à 50% de Fe, essentiellement sous forme de Fe3O4 magnétique.
Le tableau ci-dessous donne à titre d'exemple la granulométrie de la poussière de hauts-fourneaux suivant la moyenne de nombreuses analyses individuelles :
EMI2.1
<tb> Existant <SEP> % <SEP>
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<tb> Grosseur <SEP> de <SEP> grain <SEP> supérieure <SEP> à <SEP> 0,5 <SEP> mm <SEP> 0,0%
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<tb> 0,3 <SEP> mm <SEP> 10
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<tb>
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<tb> 0,2 <SEP> mm <SEP> 15
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<tb> 0,15 <SEP> mm <SEP> 25
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<tb> 0,12 <SEP> mm <SEP> 12
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<tb> 0,10 <SEP> mm <SEP> 13
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<tb>
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<tb>
<tb>
<tb> 0,0088 <SEP> mm <SEP> 6
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
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<tb> 0,075 <SEP> mm <SEP> 6
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<tb>
<tb>
<tb>
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<tb> inférieure <SEP> à <SEP> 0,
075 <SEP> mm <SEP> 13
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<tb>
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<tb>
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<tb> Total <SEP> : <SEP> 100 <SEP> %
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Cette granulométrie est déjà en elle-même favorable pour une pou- dre à fritter.
On a déjà proposé d'utiliser de la poussière de hauts-fourneaux comme matière de départ pour la fabrication'de poudre de fer à fritter; mais sans que ces suggestions, suivant lesquelles la poussière de hauts-fourneaux doit être soumise à un traitement de réduction pour être ainsi utilisée direc- tement, aient trouvé une réalisation pratique, probablement parce que les .. poudres à fritter fabriquées suivant lesdites suggestions antérieures ne don- naient pas satisfaction. L'invention est basée sur la découverte, qu'il faut appliquer des mesures particulières pour obtenir à partir de la poussiè- re de hauts-fourneaux un produit utilisable comme poudre à fritter.
Par conséquent, le procédé suivant l'invention consiste en ce que la poussière de hauts-fourneaux obtenus est soumise à un traitement d'enrichissement, par lequel uniquement la fraction comparativement petite de particules de fer et d'oxyde de fer qui, comme il s'est avéré; seule est susceptible d'être trans- formée en poudre à fritter, est éliminée de la totalité des matières, cette fraction seule étant alors soumise au traitement de réduction.
Cet enrichissement est effectué par une préparation magnétique, éventuellement répétée, de préférence dans un champ alternatif, qui peut être suivie éventuellement d'une préparation mécanique par voie humide suivant les procédés utilisés habituellement pour la préparation de concentrés, par exemple sur des tables à secousses rapides. Les concentrés obtenus de cette façon et ayant une teneur en Fe pouvant dépasser 70% (97 % Fe304) sont ensui- te soumis, pendant une opération de cuisson, à un traitement de réduction par l'hydrogène ou autres gaz réducteurs, tels que le gaz de hauts-fourneaux dis- ponible sur place, ou d'autres moyens réducteurs.
En donnant à la fréquence et à l'intensité du courant des valeurs ,appropriées, il est possible d'extraire de cette façon de la poussière de hauts fourneaux les particules d'oxyde de fer qui ne sont pas liées à la gangue, et précisément celles de ces particules dont la grosseur de grain est la plus fa,vorable pour la poudre à fritter. La poussière de hauts-fourneaux est produite en de telles quantités qu'on peut se permettre de ne récupérer, par une telle préparation, que les particules utilisables.
Le fait qu'on obtient alors un rapport apparemment défavorable entre la quantité de poussière de hauts-fourneaux à traiter lors de la préparation et la poudre à fritter uti-
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lisable est sans importance étant donné que le procédé de préparation fonction- ne économiquement et qu'il est possible d'intercaler l'installation mécanique dans le trajet de transport habituel de la poussière de hauts-fourneaux de façon à éviter des frais de transports accrus.
On indiquera dans la suite un exemple de réalisation du procédé d'enrichissement et de réduction décrit, mais il est bien entendu qu'on peut utiliser, à la place des possibilités de préparation mentionnées, des procé- dés analogues, c'est-à-dire par exemple une séparation magnétique suivie d'une préparation par voie humide avec séparation magnétique répétée accompagnée ou non accompagnée de cuisson intermédiaire.
Une poussière de hauts-fourneaux contenant 51,26 % Fe a été sou- mise à la séparation magnétique dans un champ alternatif. On obtenait :
EMI3.1
<tb> Poussière <SEP> de <SEP> hauts-fourneaux <SEP> en <SEP> état <SEP> tel <SEP> que <SEP> Concentré <SEP> magnétique.
<tb>
EMI3.2
Fe '.51,26 (Fe304 env. '0 %) Fe 70,15 (Fe 304 env.
97%)
EMI3.3
<tb> Mn <SEP> 2,95 <SEP> SiO2 <SEP> 0,90
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> SiO2 <SEP> 6,85 <SEP> Mn <SEP> 0,54
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Al2O3 <SEP> 4,25 <SEP> Al2O3 <SEP> 0,32
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> TiO2, <SEP> 1,88
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> CaO <SEP> 2,45 <SEP> Ca0 <SEP> 0,23
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> MgO <SEP> 1, <SEP> 63 <SEP> MgO <SEP> 0,45
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> S <SEP> 0,40 <SEP> S <SEP> 0,13
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> CO2 <SEP> 2,48 <SEP> CO2 <SEP> 0,20
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> c <SEP> 4,74 <SEP> C <SEP> 0,42
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> P <SEP> 0,053 <SEP> P <SEP> 0,022
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Na2O <SEP> 0,42
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Métaux <SEP> alcalins <SEP> 0, <SEP> 25 <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Zn <SEP> 0,18
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Fb <SEP> 0,
04
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Cu <SEP> 0,11
<tb>
Dans cet exemple, on obtenait, à partir de 160 kg de poussière de hauts-fourneaux, 10 kg de poudre à fritter dont la grosseur de grain était comprise 'entre 0,12 et 0,3 mm à 70%. Des grosseurs de grain supérieures à 0,5 mm n'existaient pas étant donné que la poussière des hauts-fourneaux n'en contenait pas non plus. La proportion de fines inférieures à 0,12 était de 30%. Le résidu de poussière de hauts-fourneaux avait, dans cet exemple, une teneur en fer de 49 %.
Si on désire, par exemple, déplacer la valeur optimum de la gros- seur de grain, qui se trouvait dans l'exemple considéré à 25% aux environs de 0,15 mm de grosseur de grain, vers le côté des grosseurs de grain comprises entre 0,2 et 0,3 mm, ce résultat peut être obtenu en modifiant la fréquence et l'intensité du courant. Le rendement diminue alors légèrement.
Par une réduction 9. l'hydrogène, par exemple à 8000., le fer oxydé est amené à la forme-métallique sans que la granulométrie de la matière de départ soit modifiée.
Toutes les opérations de cuisson sont effectuées à des températu- res où un frittage des particules ne peut pas encore avoir lieu et d'une façon telle que le caractère pulvérulent des matières reste maintenu.
Le procédé fournit des produits qui, en ce qui concerne les pou- dres fabriquées par broyage mécanique, sont au moins équivalents aux poudres de fer à fritter fabriquées suivant les procédés de réduction connus, mais sont supérieures à celles-ci en ce qui concerne la granulométrie et la forme
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des particules, et peuvent être fabriqués à une fraction du prix de revient de ces poudres à fritter connues.
Les pièces pressées réalisées à partir de ces poudres en appliquant une pression de moulage de 3 à 10 t/cm2 et frittées ensuite dans une atmosphè- re d'hydrogène à 1050 C, ont montré dans une très large mesure les mêmes qua- lités que des produits en fer fritte fabriqués à partir de poudres à fritter produites d'une manière sensiblement plus coûteuse.
La possibilité créée par le nouveau procédé de transformer un dé- chet industriel d'une façon très simple et sans frais sensibles en une poudre de fer à fritter de valeur élevée ouvre des voies tout à'fait nouvelles pour la métallurgie du frittage et permet l'application du procédé de fabrication métallurgique de frittage dans de nombreux domaines où il n'en pouvait pas être question jusqu'ici à cause du prix élevé de la poudre à fritter.