BE509667A - - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  PROCEDE DE REDUCTION D"OXYDES   METALLIQUES.   NOTAMMENT CEUX DU FER. DU 
MANGANESE9 DU CHROME   été,.   



   Il est connu de réduire les oxydes de fer, lors de l'affinage au four martin-Siemens, par le carbone du bain, avec transformation de la fonte brute en acier. 



   L'invention vise à appliquer un procédé analogue à la réduction d' oxydes de fer, de manganèse, de chrome, etc.,'au cours du fonctionnement en marche continue d'un four à réverbère, en maintenant la teneur en carbone du bain à une valeur élevée telle que l'on obtienne non pas un acier pauvre en carbone, mais un fer au carbone contenant environ 2,5 % C. Ce fer, qui est. soutiré du four à réverbère en continu ou par intermittence, est ensuite en partie recarburé dans un base de réaction séparé jusqu'à 3 - 5 % C et retour- né au four à réverbère.

   Le procédé est exécuté dans un four semblable au four à réverbère pour minerais de cuivre, la disposition étant telle qu'un bain de 1000 t de fonte brute, par exemple, ou davantage, est maintenu dans le four, tandis que les minerais chargés à une extrémité du four forment une cou- che de scories d'une épaisseur de 5 - 20 cm par exemple, et que l'alliage au carbone forme un bain d'une profondeur de 1 m par exemple.

   Les scories, dont la teneur en fer a été réduite par réaction avec le carbone du bain, sont en- suite soutirées, en continu ou par intermittence, par le coté opposé à l'extré- mité de chargement   du minerai.   L'oxyde de carbone qui se forme lors de la ré- action entre le bain carburé et le minerai ou la scorie oxydantes, se consu- me dans le four à réverbère et fournit une partie notable de la chaleur re- quise pour le procédé. En outre, le four est chauffé au poussier de charbon, au gaz, etc. Pour favoriser la réduction, on peut éventuellement addition- ner le minerai d'une petite quantité de combustible finement divisé.

   En gé- néral, il sera cependant indiqué de réaliser la réduction uniquement par le carbone dissous de la fonte brute, car dans ce cas, et lorsqu'il s'agit de mi- nerais pauvres en soufre, ce dernier ne parvient pas dans le four et l'on peut travailler avec des scories acides, facilement fusibles. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



   La carburation du fer pour refusion soutiré à une extrémité du four à réverbère s'opère dans un vase de réaction auquel le fer est amené du four en continu (par déversement de trop-plein   p.ex.)   ou par intermit- tence. Le vase de carburation peut être constitué par un grand baquet maçonné intérieurement et rempli de coke soufflé à chaud, cependant que, pour assurer la fixation du soufre, on peut introduire des additions telles que la chaux, le minerai de manganèse ou des composés de sodium. Selon une variante, on peut insuffler le carbone dans le vase de carburation sous forme de poussier de charbon, utilement avec une faible addition d'air, à travers le bain con- tenu dans ce vase, de sorte que ce dernier est d'autre part chauffé par une combustion partielle du poussier de charbon avec l'air.

   De même, pour assurer la   désulfuration,   on peut mélanger au poussier de charbon de la chaux cuite finement broyée, de la soude ou du minerais de manganèse. Pour faciliter 1' introduction du mélange de poussier de charbon, d'air et d'autres additions éventuelles, on peut prévoir sur le fond du vase de carburation un bain de plomb dans lequel ce mélange est insufflé, de sorte que l'introduction peut se faire à l'aide de simples tubes en fer. Vu la pression de la colonne de fonte brute qui repose sur le bain de plomb, l'évaporation de ce dernier est minime.

   Lorsque le bain de fonte brute présente une faible profondeur, on peut provoquer sciemment cette évaporation, dans lequel cas elle favorise la désulfuration de la fonte en formant des sulfures de plomb très volatils, La fonte brute carburée est soutirée du vase de carburation par intermit- tence ou en continu et est chargée à nouveau dans le four à réverbère, sur le côté de celui-ci opposé au point de soutirage du fer pour refusion. 



   Le minerai et les scories formées à partir de celui-ci d'une part, et la fonte brute d'autre part, peuvent traverser le four à réverbère à équi- courants   ou   à contre-courants.D'une façon générale, il est recommandé de charger le minerai du côté des brûleurs du four,de façon que les gaz réduc- teurs se développent principalement à cette extrémité du four et que la cha- leur de ces gaz puisse être utilisée autant que possible pour le chauffage du   four.   



   Les gaz de combustion du four à réverbère, qui sont à une tempéra- ture   d'environ     1200-13000C.   peuvent servir au chauffage de chaudières à cha- leur perdue, ainsi qu'au réchauffage de l'air comburant. La consommation to- tale de combustible qui, lorsqu'il est fait usage de poussier de charbon dans le four de carburation, est constitué uniquement par du charbon à grain fin, s'élève, dans le cas où l'on traite des minerais de fer riches, et suivant le type du minerai, à   400-800   kg par t. de fonte brute, avec récupération d'en- viron 5 kg. de vapeur par kg de combustible, à partir des gaz de fumée. 



   Les dimensions des fours actuellement en usage dans la métallur- gie du cuivre,  qui   comportent une surface de foyer de 8 x 30 m, permettent une production d'environ 1000 t de fonte brute par jour. Les minerais peuvent se présenter en gros morceaux ou sous la forme de menus concentrés, de sorte qu' un frittage préalable ne   s' impose   pas. 



   Dans certains cas, notamment lorsque l'on dispose de combustibles pauvres en soufre, il peut être indiqué d'effectuer la carburation du bain de fer dans le four à réverbère même et d'insuffler dans ce but du combustible à grains fins et de l'air, ainsi que les additions éventuelles, dans le bain de fonte brute. L'insufflation peut se faire à l'aide de tuyères qui pénè- trent à la manière de brûleurs immergés dans l'alliage carburé, en traversant la couche de scories, ou à l'aide d'un bain de plomb que l'on maintient dans cette partie du four sous l'alliage carburé. 



   Les essais ont démontré que le procédé selon l'invention peut être modifié de façon que la réduction des oxydes métalliques soit assurée princi- palement par du combustible y mélangé. Dans ce cas, la quantité de combusti- ble sera calculée de façon à obtenir un alliage riche en carbone, à plus de 3 % C environ, de sorte que la réaction ultérieure du minerai ou des scories avec le bain peut se poursuivre, sans qu'il soit nécessaire de ramener au four à réverbère un alliage dont la teneur en carbone a été augmentée dans un vase 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 de réaction spécial. 



   Pour favoriser la carburation de l'alliage formé directement à par- tir du mélange de minerai et de combustible, il est recommandé de transformer le minerai et le combustible en briquettes préalablement à leur chargement dans le four, vu que de telles briquettes ne forment des scories liquides qu' aux températures plus élevées qu'un mélange de minerai et de combustible char- gé sans agglomération préalable, de sorte que l'on dispose pour la carburation du fer désoxydé d'une température plus élevée et d'un temps plus long. 



   Les briquettes de minerai et de combustible seront chargées dans le four à réverbère à une extrémité de celui-ci, de préférence du côté des brûleurs, tandis que les scories seront déchargées à l'autre extrémité, de préférence du côté du rampant. Le chargement des briquettes dans la zone de fusion se fait utilement comme dans le four de fusion à réverbère pour mine- rais de cuivre, par un côté long du four et, éventuellement, par le côté en bout faisant partie de la zone de fusion, de préférence par le côté des brû- leurs. Les briquettes forment alors un talus appuyé contre la paroi, laquelle est ainsi protégée contre une attaque excessive par les scories. Dans ce cas, la zone de fusion du four consiste pratiquement en un chenal de fusion, formé par les briquettes mêmes et au milieu duquel se trouve un bain liquide d'al- liage et de scorie.

   Il peut être avantageux dans ce cas de disposer la sole du foyer dans cette partie du four à une hauteur telle qu'il en résulte un bain relativement peu profond d'alliage et de scories, incapable de suppor- ter la colonne de briquettes, de façon que celle-ci tout en pouvant plonger dans le bain, ne puisse pas être entièrement portée par celui-ci. 



   L'alliage et les scories fraichement formés à partir des briquettes passent ensuite à la partie plus profonde du four, où a lieu une nouvelle ré- duction des oxydes métalliques des scories par le carbone de l'alliage, après quoi on peut soutirer des scories pauvres en métal et un alliage de composi- tion   uniforme.   



   Pour assurer la combustion de l'oxyde de carbone formé lors de la réduction, et éventuellement celle des gaz de distillation - lorsqu'il est fait usage de charbon brut - on insuffle dans le four à réverbère de l'air éventuellement réchauffé ou enrichi en oxygène. Dans les conditions d'exploi- tation normales, les gaz formés lors de la réduction contiennent, même en l' absence de volumes importants de gaz de distillation, une quantité de chaleur suffisante pour couvrir, lorsqu'on les brûle ensemble avec des gaz contenant de l'oxygène, les besoins en chaleur du procédé, de sorte que les brûleurs prévus sur le côté en bout, et qui peuvent fonctionner au poussier de char- bon ou au gaz, ne doivent servir qu'à la mise en marche ou au réglage de la température du four.

   Lorsque les briquettes sont amassées dans la zone de fu-   sion,   il peut être indiqué d'insuffler les gaz contenant de l'oxygène direc- tement à travers la couche de briquettes, de façon que, la réduction des oxy- des métalliques, la carburation de l'alliage et le réchauffage de la charge s'opèrent déjà dans une large mesure dans l'intérieur de la couche de briquet- tes encore à l'état solide. 



   Lors de la préparation d'un mélange de minerai et de combustible, avec ou sans formation de briquettes, on risque de voir l'alliage carburé ab- sorber une partie du soufre du combustible. Cependant, dans le procédé selon l'invention le soufre peut être fixé par des scories riche en chaux, tout comme dans le haut fourneau, ou bien, il peut être éliminé par un traitement ultérieur de l'alliage carburé, par exemple moyennant un traitement ultérieur de l'alliage dans le vase de réaction décrit ci-dessus, avec insufflation de soude, de chaux cuite, de minerai de manganèse, etc., si l'on tient à obtenir des scories facilement fusibles et moins riche en chaux, en produisant ain- si un alliage contenant du soufre. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS. l. Procédé de réduction d'oxydes de fer, éventuellement accompagnée de la réduction des oxydes de P, Si, Cu, Ni, Co, Mn, Cr, par un alliage au car- <Desc/Clms Page number 4> bone de ces métaux dans un four à réverbère, caractérisé en ce que les mine- rais sont chargés à une extrémité du four, tandis que les scories qui se forment sont évacuées à l'autre extrémité de celui-ci, de sorte que, les sco- ries sont évacuées,au fur et à mesure de leur passage dans le four, sous la forme d'une mince couche, au dessus du bain d'alliage se trouvant en dessous.

   1. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'al- liage au carbone,, qui est évacué du four par intermittence ou en continu, est carburé en partie dans un vase de réaction séparé et est à nouveau chargé, sous une forme comportant une teneur en carbone plus élevée, sur le côté du four opposé au point de soutirage de l'alliage carburé initial.

   3. Procédé selon les revendications 1 et 2,caractérisé en ce'que la carburation de l'alliage a lieu dans un vase de réaction dans lequel se trouve du coke en morceaux soufflé à chaud.

   4. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la carburation de l'alliage s'opère en y faisant passer un combustible à grains fins,éventuellement avec addition d'air.

   5. Procédé selon les revendications 1, 2 et 4, caractérisé en ce que le poussier de charbon est introduit, avec ou sans air, dans un bain de plomb, contenu dans le vase de carburation au-dessous de l'alliage.

   6. Procédé selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, pour-assurer la fixation du soufre, de l'alliage ou du combustible, on in- troduit,dans le four de carburation, des additions comprenant le cas échéant la chaux;, le minerai de manganèse, la soude, etc..

   7. Procédé selon les revendications 1 et 6, caractérisé en ce que là. où il est fait usage de poussier de charbon comme agent de carburation, les additions désulfurisantes sont mélangées, sous une forme finement divi- sée, au poussier, préalablement à l'injection de celui-ci.

   8. Procédé selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que la carburation au moyen du poussier de charbon s'opère dans le four à réver- bère même ce poussier étant introduit, avec ou sans air, dans le bain de 1' alliage au carboneéventuellement après avoir été mélangé avec les additions.

   9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le four à réverbère est chargé d'un mélange d'oxydes et d'une quantité de combusti- ble telle que la teneur en carbone de l'alliage suffit pour déterminer la ré- duction finale des scories, sans que de l'alliage carburé séparément ne soit renvoyé au four à réverbère.

   10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que les minerais sous forme d'oxydes et le combustible sont chargés dans le four à réverbère après avoir été transformés en briquettes. llo Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que les gaz contenant de l'oxygène et nécessaires à la combustion des gaz réducteurs et de distillation sont insufflés dans le four à travers la couche de briquet- tes.

   12. Procédé selon les revendications 9 et 10, caractérisé par l' emploi d'un four dans lequel la sole du foyer comprise dans la zone de fusion est située à une hauteur telle qu'il ne puisse s'établir dans la zone de fu- sion qu'un bain peu profond d'alliage et de scories.