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PROCEDE POUR LE TRAITEMENT DE MELANGES MINERAI-COMBUSTIBLE.
On constate actuellement des tendances à remplacer dans les hauts fourneaux le procédé d'élaboration métallurgique par des procédés qui permet- tent, d'une part, de mettre le charbon et le minerai en contact intime et d'em- ployer, dans ce cas, même du minerai fin et du charbon menu, en les réunissant par exemple sous forme de briquettes et, d'autre part, de donner au four d'éla- boration métallurgique une forme plus simple et, en particulier, une hauteur de construction réduite,
en le présentant sous la forme d'un four à cuve base Ces procédés d'élaboration métallurgique utilisant des mélanges charbon-mine- rai ou des briquettes-de charbon et de minerai peuvent travailler en deux étages le charbon ou les briquettes de charbon et de minerai étant distillés lentement ou cokéfiés au premier étage le minerai pouvant alors être préalablement grillé ou réduit de façon correspondante, tandis qu'au second étage, le coke de distil- lation ou les briquettes distillées peuvent être placés dans le four à cuve, dans lequel se font alors la réduction et la fusion.
Mais on peut produire la distillation lente ou la cokéfaction et la réduction préalable dans la partie supérieure également du four à cuve, dans la partie inférieure duquel s'opérant la réduction finale et la fusion.
L'invention part de 1?idée que le dégazage ou réduction préalable doit être entrepris dans une chambre spéciale, qui peut être chauffée séparé- ment du four à cuve, et elle concerne,, entre autres,, le mode particulier de chauffage de cette chambre.
La distillation lente de même que le cokéfaction sont des procédés endothermiques, qui se déroulent dans des intervalles de températures détermi- néso Le charbon doit donc être porté à ces températures par amenée ou fournitu- re de chaleur L'émission de la chaleur de contact provenant des gaz de gueu- lard ou de réaction s'élevant dans la cuve du four ne se détermine pas relative- ment à la température, à la durée de la réaction et à la quantité de chaleur.\) de sorte que les hypothèses nécessaires pour la distillation lente soient don- nées.
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On a déjà proposé également un chauffage par résistances élec- triques. Ces moyens de chauffage permettraient uniquement la transmission de chaleur par rayonnement et peut-être aussi, partiellement par contact, ce qui, précisément dans le cas d'un mélange minerai-charbon à grains fins ou briquetés, ne peut pas être réalisé avec succès au point de vue économique.
Selon l'invention,il se produits dans un mélange combustible- mineraipar voie d'induction, des courants tourbillonnaires grâce auxquels le dégazage et la réduction préalable désirée s'effectuent sans les inconvé- nients décrits ci-dessuso A 1-laide du chauffage par induction, on obtient, com- me il est connu par les bains de fusion pure., de hauts degrés de température, sans pertes exagérées, et ceci est possible, suivant l'invention, même dans le cas du mélange se composant de combustible et de minerai ou dans le cas des briquettes formées à partir de ce mélange.
Les fours électriques de réduction ont jusqu'ici été construits sous forme de fours à arc ou de fours à électrodes;, tandis que les fours.à induction n'étaient utilisés que pour la basse fusion, par exemple d9alumi- niumg de fer ou analogueo Par contre, il est nouveau de réaliser la distilla- tion lente, la cokéfaction, le dégazage et la réduction préalable de mélanges de charbon et de minerai, par courants induits.
Cette possibilité repose ouvertement sur le fait que tant le mi- nerai que le charbon sont suffisamment conducteurs et présentent, dans le mé- lange, suffisamment de contact entre eux pour que des courants dinduction suf- fisants et, par suite;, les hautes températures désirées se produisent malgré le caractère de masse pêle-mêle de la chambreo
L'élévation désirée de la température et la réaction souhaitée se produisent même alors que la masse pêle-mêle parcourt la chambre en cou- rant constant., du haut vers le baso Ni le mouvement lui-mêmeni les réac- tions se preduisant pendant le mouvement ne troublent le chauffage par induc- tion du contenu de la chambreo
Pour utiliser les sources de chaleur présentes, pour,
obtenir des gaz d'un pouvoir calorifique plus élevé ou pour provoquer certaines réac- tions chimiques, on peut également réaliser le chauffage à la température de distillation lente ou de cokéfaction partiellement par d'autres sources de chaleur, en particulier au moyen de gaz de balayage chaud en circulation, et partiellement par courants induits On retirera tout d'abord utilement les gaz de gueulard, pour ne pas raréfier les gaz de distillation lente ou le gaz de balayage ou pour ne pas en abaisser le pouvoir calorifiqueo En corrélation avec ce qui précède., l'invention prépose d'ajouter le dit de fusion nécessaire à l'élaboration mé- tallurgique, en particulier la chaux eu analogue,
non pas en même temps que le mélange de combustible mais au moins partiellement en dessous de la cham- bre de distillation lente ou de cokéfactiono Cela a, d'une part, pour avanta- ge que la chaux ou le lit de fusion quelconque n'agit pas comme isolateur et ne peut, par suite, pas compromettre le chauffage par induction.
De plus, le chauffage par induction n'est pas lié à la nécessité de chauffer en même temps tout le lit de fusion; et, enfin, le lit de fusion placé sous la chambre de dis- tillation lente à température plus basse peut être utilisé pour le refroidisse- ment des gaz de gueulard encore relativement chauds en cet endroit, d'où leur chaleur de contact peut être utilisée de façen favorable au point de vue écone- miqueo
La chambre de distillation lente chauffée par induction est, sui- vant l'invention encore, prévue sous forme d'une colonne spéciale sur le four à cuve, si bien que la distillation lente a lieu immédiatement au-dessus du four à cuvée De ce fait, en rencontre, entre autres,
davantage que les bri- quettes eu le mélange charbon-minerai soumis à la distillation lente peuvent etre transportés sans refroidissement de la colonne de distillation lente dans le gueulard du feur à cuvée Les gaz de distillation lente et le gaz de gueu- lard qui contient de la peussière peuvent être éliminés séparéso Mais il est également possible de prévoir un passage des gaz de gueulard par la colonne à induction.
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Le procédé de distillation lente dans la colonne à induction peut être contrôlé par modification de la quantité et du type de l'énergie électrique employée ou par modification de la vitesse dans le gueulard du four à cuveo La vitesse dans le gueulard et, par conséquente la puissance du four à cuve sont influencées de la façon habituelle par la pression, la quan- tité, la température et la teneur en oxygène et en vapeur d'eau du vent de la soufflerie.
Une autre possibilité de détermination du procédé de distillation lente et de réduction peut être atteinte par un mode de fonctionnement en discontinuo Ainsi, l'admission du vent de la soufflerie dans le four à cuve peut être interrompue momentanément, tandis que le chauffage de la colonne de distillation lente se fait par amenée de courant et/ou par du gaz de cir- culation ou par du gaz étrangère Après chaque nouvelle admission de vent dans le four à cuve., un lit de fusion distillé lentement pendant un temps plus leng ou traité au préalable peut être amené au four, en provenance de la colonne de distillation lente.
Le ménagement de la chaleur du four à cuve peut, en outreêtre réglé par le rapport du minerai et des matières d'addition à la quantité de combustible.
La conformation des évents de gaz du four à cuve et de la colonne de distillation lente permet le retrait séparé du gaz de distillation lente et du gaz de gueulard mais permet également le retrait partiellement ou tout à fait commun de ces deux sortes de gaz de la colonne de distillation lente ou du gueulard du four à cuveo
Dans la colonne de distillation lente peuvent être chargés des briquettes de minerai et de charbon ou même des mélanges de briquettes de mi- nerai et de charbon avec du minerai et/ou des matières d9additiono Il este en outreg possible d'employer des minerais préalablement réduits dans les bri- quettes de minerai ou dans l'addition du lit de fusion,
par exemple du FeO ou de l'éponge de fero
Les gaz de distillation lente et/ou le gaz de gueulard peuvent être utilisés pour la réduction préalable du minerai de fer, pour accroître l'effet d'induction dans les briquettes et pour décharger le four à cuve du travail de la cuve.
Selon l'invention, la chaleur de contact des gaz de gueulard du four à cuve qui sortent relativement chauds peut être utilisée pour le chauf- fage préalable du vent de soufflerie, pour autant qu'elle ne soit pas néces- saire pour la réduction du mineraio
Le four à cuve peut être à section transversale cylindrique ou autre,
si bien qu9une ou plusieurs colonnes de distillation lente sont mon- tées sur le gueulardo
Le gueulard peut être conformé de telle façon qu'un apport addi- tionnel de matière de lit de fusion soit possible sans passer par les colonnes de distillation lenteo Les colonnes de distillation lente peuvent être confor- mées de telle façon qu'un retrait par le dessus et un remplacement soient pos- sibles au gueulard du four à cuveo
Tandis que les colonnes permettent, vers le bas., une sortie libre de la matière de chargement, elles présentent, à la partie supérieure, près des échappements pour le gaz de distillation lente, une vanne étanche au gaz pour la matière de chargement Ici, il peut être prévu additionnellement un dispositif à pression,
sous forme d'une machine à, défourner le cokequi fait passer le chargement de la colonne de distillation lente dans le four à cuveo
Le gaz de gueulard du four à cuve est avantageusement débarrassé de la poussière de gueulard dans une installation de dépoussiérage. On amène le gaz de distillation, selon la nature du charbon employé, la marche du pro- cédé et la situation du marche, soit à une installation appropriée ou au gaz de gueulard purifié, pour améliorer son pouvoir calorifiqueo
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Pour l'invention, on peut utiliser les combustibles les plus variés, tels que les houilles, les lignites, la tourbe, de même que d'au- tres matières combustibles., comme le noir.. de fumée, le bois, les déchets de cellulose ou analogues.
On peut également remplacer le minerai par les produits ou des semi-produits., tels que les loupes du procédé d'extraction directe Krupp bien connu, les résidus de pyrites grillées, la poussière de gueulard ou d'autres mélanges contenant du métalo
Le dessin montre à titre d'exemple un groupe colonne de distil- lation lente et four à cuve à utiliser suivant l'invention.
La figure 1 montre le four à cuve combiné 1, en coupe verticale avec la colonne de distillation lente 2, l'enroulement d'induction correspon- dant 3 et la station de transformateur 4. Les gaz de distillation et les gaz de gueulard peuvent être retirés tant par le conduit 5 que par le conduit 11.
Si 1?on choisit pour les gaz de distillation le retrait par le conduit 5, ceux-ci doivent subir la condensation en 6, pour arriver, par le conduit de raccordement 7, au ventilateur 8, par lequel la pression est fournie.
Si les gaz de gueulard ne passent pas par la colonne de distilla- tion lente, ils peuvent être retirés par le ventilateur La.9 par l'intermédi- aire du conduit à gaz de gueulard 11, du récupérateur et du cyclone 12, de la poche à poussière 20 et du conduit de raccordement 13.
Le vent de la soufflerie doit être chassé par l'installation de compresseur 16 et passer par les conduits 17 et 18, le préchauffage du vent pouvant être entrepris dans le récupérateur 12, déjà mentionnéo
Du vent de soufflerie chaud ou froid peut donc être amené dans la tuyère à vent 19, avec ou sans addition d'oxygène, de vapeur, etc...
L'écoulement du laitier et celui de la fonte brute du four à cu- ve sont indiqués en 23 et 24 du dessino
La figure 2 représente un mode de réalisation spécial? tel qu'il est avantageusement employé, par exemple, en cas de fonctionnement intermit- tenta Le cône inférieur de la fermeture de gueulard double est conformé en tige défourneuse du coke et peut être actionné par la crémaillère 21 ou le mécanisme.
Parmi les nombreuses possibilités de variantes dans la conduite du gaz, la figure 3 montre schématiquement la distillation lente du gaz de balayage., avec chauffage électrique par induction simultané. Après cela, le gaz de distillation est de nouveau chassé, par les conduits d'aspiration 5 et 7, le condensateur 6, le ventilateur 8 et le conduit de refoulement 10, dans la partie inférieure de la colonne de distillation.
Des quantités partielles du gaz de distillation peuvent aussi dans ce cas être acheminées vers une autre utilisation, par le conduit de refoulement 9 du gaz de distillation.
REVENDICATIONS. la Procédé pour le traitement de mélanges minerai-combustible, par courant électrique., caractérisé par le dégazage au moyen de courants induits dans le mélange.