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Il est connu de traiter les matières premières brutes de fer, contenant éventuellement aussi des oxydes de métaux ana.. logues, par exemple de Mi, Co, W et Mo, dans des fours tubu- laires rotatifs, avec addition de substances réductrices so-
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lides, pour obtenir des loupes métalliques et de¯dis- poser, au voisinage de l'orifice de décharge de ces fours, un anneau de retenue destiné à prolonger la durée de sé- jour de la charge dans la zone.de formation de la loupe.
La charge des fours tubulaires rotatifs dans lesquels on envoie accoutre courant avec la charge, de l'air ou des gaz de combustion, est constituée par les minerais oxy- dés, les'matières réductrices solides et éventuellement, , des additions qui sont nécessaires pour former une sco- rie de viscosité convenable. Toutes ces substances sont introduites .avec leur humidité naturelle, de sorte que la teneur en eau du mélange atteint en général 10 à 15 % et dépasse parfois 20 %.
Dans la mise en oeuvre de ce procédé, on peut di- stinguer dans le four quatre zones différentes, à sa- voir : 1 ) une zone de séchage dans laquelle l'humidité de la matière est éliminée et où la matière est chauffée à 100 - 2000
2 ) une zone de préchauffage dans laquelle la tempé, rature de la matière séchée est élevée jusqu'à environ
600 .
3 ) une zone de réduction dans laquelle a lieu la réduction des oxydes métalliques, sous l'action des ré- ducteurs solides introduits, avec formation de métal spon- gieux, la température de la charge s'élevant dans cette zor
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ne jusqu'à environ 1100
4 ) une zone de formation de la loupe, dans laquelle? @ers 1200 à 1400 a lieu la soudure des particules de fer entre elles, avec incorporation des autres métaux réduits éventuellement présents, ainsi que la formation d'une scorie visqueuse.
EMI3.1
Pour l'accomplissement des ds différentes, phases qpë- ratDftes,; fi f,8,1,l:.ti; que la:.. qu.anti té,; @ chalaur nécessaire dans; chaque cas soit transférée dépôts les gaz chauds' jus- que (Tans la charge et dans ce processus, le transfert par les parois rotatives du four joue un rôle principal.
Né- cessairement l'efficacité de l'ensemble du procédé est recommandée par la phase opératoire la plus longue,
EMI3.2
Dei eagalg eaneernant la m1s@ au oeuvra au proeéd ont montré que lorsque g@lu1Q1 opt réalisé dans leo oon- ditions usuelles,c'est dans la zone'de séchage que se produisent les phénomènes les plus défavorables à une haute efficacité du procédé
Le séchage est réalisé au moyen des gaz issus'de la zone de préchauffage qui ne se trouvent qu'à une tempéra- ture de 400 à 600 , de sorte que le transfert de chaleur à la charge, en raison de la relativement faible différend- ce de température,est mauvais dans cette zone Il en ré- sulte que,on doit travailler avec une quantité plus éle- vée de gaz,
c'est à dire brûler une quantité supplémen- taire de combustible et on n'obtient cependant le trans- fert de la chaleur que dans une zone exagérément longue dans le four,.
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Conformément à l'Invention, la charge doit donc, cuvant son introduction dans le four, être soumise à un séchage au cours duquel elle peut aussi être éventuellement réchauffée à quelques centaines de degrés. Grâce à l'intre- duction dans le four rotatif de la charge séchée et éven- tuellement réchauffée, la quantité de gaz nécessaire dans ce four est diminuée environ de moitié de sorte que le four, pour une vitesse de passage des gaz sensiblement identique atteint un rendement double. Corrélativement à la diminu- @ tion de l'introduction d'air dans le four, on peut at- teindre une diminution de la consommation de combustible par exemple à environ 70 % de la quantité habituellement consommée jusqu'à présent, même en tenant compte du combu- stible nécessaire pour le séchage préalable.
Les résul- tats sont exprimés en détail dans le tableau suivant: a) Opération sans séchage préalable:
EMI4.1
<tb> % <SEP> de <SEP> longueur <SEP> de <SEP> % <SEP> de <SEP> l'échange
<tb>
<tb> four <SEP> nécessaire <SEP> de <SEP> chaleur
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<tb> 1. <SEP> Zone <SEP> de <SEP> formation <SEP> de
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<tb> la' <SEP> loupe <SEP> 21 <SEP> 14,7
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<tb> 2* <SEP> Zone <SEP> de <SEP> réduction <SEP> 33 <SEP> 4,9
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<tb> 3. <SEP> Zone <SEP> de <SEP> préchauffage <SEP> 13 <SEP> 16,8
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<tb> 4. <SEP> Zone <SEP> de <SEP> séchage <SEP> 33 <SEP> 26,6
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<tb> 5.
<SEP> Gaz <SEP> effluent <SEP> - <SEP> 37,0
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(b) Opération avec schae préalable de la charge et traitement d'une quantité double de minerai.
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% <SEP> de <SEP> longueur <SEP> de <SEP> % <SEP> de <SEP> l'échange
<tb>
<tb>
<tb> four <SEP> nécessaire <SEP> de <SEP> chaleur
<tb>
<tb>
<tb>
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<tb> 1. <SEP> Zone <SEP> de <SEP> formation <SEP> de
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<tb>
<tb> la <SEP> loupe <SEP> 26 <SEP> 19,3
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<tb> 2. <SEP> Zone <SEP> de <SEP> réduction <SEP> 68 <SEP> 11,3
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<tb> 3, <SEP> Zone <SEP> de <SEP> préchauffage <SEP> 16 <SEP> 28,4
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<tb> 4.
<SEP> Zone <SEP> de <SEP> séchage
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<tb> 5, <SEP> Gaz <SEP> éffluent <SEP> 41,0
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La, confrontation des résultats montré que dans le cas a) ce -n'est pas moins de 33% de l'ensemble du four qui est nécessaire pour le séchage de sorte que la longueur de 'la zone de réduction n'est que la moitié de ce qu'elle est dans le cas b) et que d'autre parti dans ce dernier cas, les gaz issus de la zone de réduction ne servent qu'à réchauffer la charge jusqu'à 6000 ce pourquoi ils sont largement suffisants,'La durée de -séjour de la ma- tière dans la zone de :
réduction est par voie de. conséquence, , deux fois plus longue que dans le cas où il n'y a pas de séchage préalable de la charge. ce qui rend possible de doubler le rendement,
Dans le cas ,où la charge subit un séchage préalable, les gaz issus de la zone de réduction qui se trouvent à une température de l'ordre de 1000 à 1200 ne servent qu'à réchauffer la charge jusqu'à 600 ce pourquoi la proportion des échanges- calorifiques est favorable et la
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quantité de chaleur contenue dans les gaz suffit. La lon- gueur de four nécessaire pour cet échange de chaleur re- présente 15 % de la longueur totale.
A cet égard il peut être opportun au point de vue économique de diminuer en- core cette longueur et de travailler avec une température des gaz effluents supérieure à 500 , notamment de l'ordre de 600 à 900 , en particulier lorsque la charge n'est pas seulement séchée au préalable mais également préchauffée par exemple de 300 à 4000 avant d'être introduite dans le four tubulaire rotatif. De cette façon, la zone de pré- chauffage est encore réduite et la température des gaz effluents s'élève au dessus de 500 par exemple à 600 ou 900 . La chaleur contenue dans les gaz sortant du four peut, .alors être utilisée pour le réchauffage de l'air comburant ou pour l'obtention de vapeur.
Cette,dernière méthode opératoire s'impose avant tout lorsqu'on utilise comme matière réductrice des combustibles renfermant des hydrocarbures comme par exemple la houille, de sorte que les substances volatiles parviennent dans les gaz effluent la quantité de chaleur qu'elles renferment pouvant, après combustion subséquente, être intégralement utilisée.