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PROO:S# :m :SQ FOUR 14 fîEDUCTÏÛN, lOt J#OJtb1 X)j m.
D'OXX'DIS SE I22H 4CGXJaII (HQJliïTlBl)
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L'invention tst relativa 4 un procédé .J..u1 qu'aux équipements cû!M'<Mnmt pour a on eX6cution., en tue le 1t. réduction d'oxyde 4.-t.r de tous degré* d'OXf4Ation, F1.M1)IJ. 1Hnt de aanuetra, t l'état d'épong* 4t fer pU htNâ dw 1. t:r:1d. de fer F6a1able¯nt asgloa6ri. p. ':l, b:t14t\.t6 OU p4t3.le'ri..It.dua un four tabulaire rotatif, ""0 Ua ex"..., Ü fé4îv*r? -#*#-# dt brûleur étant réparti sur 1' enveloppe du four, brûleure 'oueu.aI' 1. JII14.' pJÌ.±pü. At 3.. ,,..t1A ceessalre la iréftoiofi* f,"'..f K ut ai "'Uf..t,.. '''''''.', "'" ,.... à rendre superflu lé dMrj<M<8@, Jtt4ftt<l6i ....1.'.'. 3a * 1J:u11ep.naebl.. de -.sloa6X-'.
(briquette CJ\1 pelleta) *vmit 1 introduction, pour la réduction ,.. 1. four rotatif, d'tetfro
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part, à étendre largement, vers le dessus et vers le dessous la plage de granulométrie des agglomérés, plage qui dans la prati- que de ce type de réduction au four rotatif, était maintenue
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entre 6 et 15 um de diamètre (Ct. brevet canadien 617445 et brevet USA ? 029 141)0 extel181.o1\t.U que, par exemple dans le Ce de la pelletisation bien connue des concentrât 48J18 de* tambours. le retour des granulométrie* Intérieures se trouve
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fortement réduit, sinon stine entièrement inutile ;
enfin, 4 former un pellet cru particulièrement aisément réductible et ce, à un haut degré et, éventuellement ensuite briquetable. los -.loua'"" (pelleta) fabriquée et réduite suivant le procède de l'invention conviennent particulièrement bien, par suite de leur robustes *
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et de leur 8101'oporo.1t6, pour le chargement dans les hauts- fourneaux, les cubilots, les tours Siemens-Martin, les four* à Arc électrique les fours à induction ainsi que les convertisse ** à oxygène
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Dans la revue 18Stabl und Uoou* 1956, pagea ,sa ... 95 ait 1962, pages 147 - 154, Kurt Meyer a donne des indications sur la fabrication des pelleta p1aatiquea.nt moulables et humides, dits pellets crus.
La présente invention dérive essentiellement de cet état de la technique. D'après celui-ci, troiti procédés de durcis-
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aement sont connus, à $avoir$ la cuisson au four à cuve, celle sur grille mobile et four rotatif, ainsi que celle sur bande de frittage chauffée au gaz ou à l'huile (Op. oitb 1962, page 148).
Ce durcissement connu des pellets crus ou agglomérés analogues, dans un four tubulaire rotatif comme étape préalable .. la réduction, .et, suivant un des caractères de l'invention,
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rendu superflu par le fait que la 10" 00=- di obuttf4l daaa un il fou est utilité@ pour la i1'L'Ii des 181...... 4.u.o- 'd11,1i la 1'1II"1h.N de ,64u'1ioa:
'1 .'i*1.It 1& eaiaaM d#o ,"10161'.'. lAs essais ont *outré que, d'uai fa$eâ urprenaote, il était possible de charger directement, dans le four tubulaire
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rotatif de réduction muni de brûleurs répartie sur sa longueur, les aggloméré* humides ou les pellets crus plastiquement défor- sables sans due, chose à laquelle on aurait cependant pu s'atten- dre, ne se produise une destruction des pelleta plastiquée, pe suite des sollicitations mécaniques et de 1'extraction brutale l'eau sous l'effet de la chaleur.
Suivant une autre caractér que de l'invention, la teneur en eau des agglomérés (pelleta crus) peut môme alors être augmentée autant que le permet, lors de la pelletisation, la stabilité de forme de la matière première utilisée (concentrais), par exemple jusqu'à 12 % de teneur en eau pour les oxydes de fer hautement concentrés.
En liaison avec cette teneur additionnelle on eau, comme aussi sans celle-ci, le pellet cru humide peut, avant ou lors de son chargement dans le four rotatif, être garni (poudré) d'une couche de combustible
Par cotte introduction immédiate des agglomérés ou pelleta humide.. non présechés ou préchauffés, dans le four tubulaire rotatif, se orée une pièce moulée ou pellet qui, par rapport au pellet cuit, possède, après la réduction, une micro- porosité nettement plus grande et, par conséquent, un poids spécifique apparent (densité) plus faible,de l'ordre de grandeur d'environ 1,3 g/cm3 at, malgré ceci,
une robustesse nettement plus grande et un degré de réduction sensiblement plus élevé, en liaison avec une incontestable augmentation de rendement (30 %) pour une mené granulométrie (grosseur des grains) de la matière utilisée* Simultanément, par suite de la forte vaporisation d'eau, la température des gaz d'échappement diminue à l'extrémité d'entrée du four tubulaire rotatif, par exemple a 550 C lors du chargement de pelleta suivant l'invention, contre environ 700*0 dans le cas de l'apport usuel de pellets cuits.
D'après le DAS 1 058 080 (communiaué et publié le 27 mai 1959 et actuelle- ment abandonné) on sait comment agglomérer et sécher dans un four tubulaire rotatif, les oxydes humides sous forme de pelleté, ce qui, comme on le sait, provoque un accroissement de .solidité,
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de les amener dans un four rotatif dans lequel ils sont graduel-
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lement chauffés jusqu'à 1Q7O*C environ (Cf. l'exemple op,cit,, colonne 4, lignes 22 à 66).
loi, se formait, après un trajet de Quatre heures dans le four, un pellet dur constitué d'épongé de fer et qui, toutefois, s'était contracté de façon telle que sa
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densité apparente était passée d'environ 2#5 g/cU3 à environ 3#2 9/00* Cette contraction ou cette majoration de la densité spécifique apparente ne se produit pas dans le procède de l'invention par suite du mode de chauffage des pelleté crus, avec limitation de la température de cuisson noua la température nécessaire à la cuisson à coeur.
Tandis que dans la cuisson bien connue des pelleta à l'extérieur du four de réduction, un développement cristallin '
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conduit à un grossissement du grain ou provouae la soudure par acorificationt ces deux phénomènes ne se manifestent pas avec le procéda de l'invention ce qui pemet une plus forte vitesse do réduction et, en marne temps usure une plus grande icroporol:t.t6.
Ensuite/ ainsi qu'il a été constatéil se tome suite
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au rapide - démarrage 4e la réduction de l'oxyde en fer .6t8111G111, uns enveloppe méta.l.l:la:u.e élastique très poreuse qui, par comparai- son avec: les pelleta précuits, non seulement ne constitue nulle- ',lent um entrave, mais est favorable à l'entrée ultérieure'des es% réducteurs, car il confère une robustesse extraordimai a ,au pellet qui après extraction de l'eau, conserve intacte sa porosité originelle, ce qui se matérialise par le domaine, déjà
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signalé, de densités d'environ 1,3 g/om
Le pellet cru ou analogue, réduit suivant le procédé de l'invention se laisse, par rapport au pellet précuit puis réduit,
comprimer nettement plus facilement en briquette avec surface compacte et lisse et, une plus faible tendance au grillage. D'une manière analogue, il peut également être avantageusement amené à l'état de fer pulvérulent par oonoassage,
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OU' 1...tructure cristallin* précédemment mentionné* sa ou do rand* aiotOporo.1 t, faVori 1* OOïloMB<g$t Au lieu 44 l'étroite plage de gr nulo<ttétri !MntioNaé$ au début pour l'état de la technique des 11.t. <!ruA fabriqué dans la pratiqua eaux utilités oontora6a8:ni;
à l* invention peu- vent étn et sont fabriqués dans une Sa=$ de 'J'iU1UlQútr1e beau- coup plu* étendu* par exemple entre et 25 an de 41,,'t et plu # puis introduite dans le four rotatif de réduction, 'tant humides ft ,.,8ntu.l1a8zxt chargés d'un excédent d'eau, la four rotatif .tant avantageusement équipé de brglouid4 Obl1tJuel r6par- tïo sur sa longueur, bral<ur<t dbnt les exbouchuxta sont axial*- ment d1r1.66e..n .en. opposé A celui de déplacement des gai du
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four.
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suivant la caractéristique déjà .'Ïlt1obi1 de l'Invention, il 49 recommande de garnir les pelle.. *ma hiuiides d'un.
couche de réducteur (coke, charbon), avant que *eux-.ci Mt soient intro-
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duits dans le four de réduction* Mais, une partie du combustible
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solide nécessaire, à la réduction peut également 't1'8 incorporé
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aux pellet., ce qui, par exemple, est possible dans des liait..
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Qocpr1..1 entre 10 et 40 % du total du combustible n60t.IÙ:N.
Les doux opérations peuvent ai8sent . t tttectUer directement
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à l'extrémité d'entré* du four tabulaire rotatif attendu que,
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par exemple le plateau tournant bien Connu avec tobord à poussier, ou le t8llbour rotatif également connu ou un .,.1brateur. peuvent itre montés comme dispositifs distributeurs, In bu d'utilisation d'un tambour rotatif, 0.1uJ.-o1 peut 4tre intérieuMOt;
toM. d'une vis transporteuse solidtaent fixé*, et le noubre de révolu* j
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tions du tambour peut âtre rendu plus grand que celui du four.
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A l'aide de tous les dispositifs d' alimentât ion de 04 genre, on peut réussir un traitement sans dégradation de* pellet. 01'\18 plastiques et ni *, éventuellement# utilisés intent1oa:mel1888Dt
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avec :tort* teneur en eau, traitement par lequel l'enrobage dans
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"'co.bWlt1ble solide nécessaire à la r6*4tica produit durent
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le chargement*
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' Le brevet USA 2 829 042 tût oonu.1tn un disposition 'ucie des embouchures dos brûleur obliques dirigées 4U1a le sons de déplacement 40'- sa- et en opposition à celui de la Ratière changé*.
Par contre, dons le cas du procédé 4 1 "1.II!'Ixa' 10 on travaill* S6n6ral...nt av*o les brûleurs en disposition 1nYes- *et o'ett-A'-4ir$ en opposition du sens de d4,Plao4 nt des 'Cas du four. De plus les brûleurs ne sont pas alimentés avoo un molaxige preehautté d'air et de gaz# mais fonctionnent à la
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manière des chalumeaux oxhydrique, chaque brûleur étant constitué
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de deux tubes coaxiaux, le tube extérieur servant à lt menée tout
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pression réglable de l'air, le tube intérieur à celle du gaz*
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De ce faitb l' atmo.pb' du:
four peut, dans de larges limitent être réglée à volonté, Xnfln, il est possible, dame la sono de oh*ujff%e, de diriger lai **boueur** des brûleurs N41al.el1' 0\\ sous un certain angle par rapport à l'en du four, afin de
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produire une évaporation aussi rapide que possible de l'eau contenue dans les pellets crus*
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'.emp-+e d' eX2ti.2.!l.
L'objet de l'intention sera détaillé à l'aide déun exemple d'exécution dans lequel, au lieu dehénatitel on traite de la agn6t1t. naturelle ou artificielle à l'état de pelleta en ? effectivement constaté que précisément l"n4tltol d1tt1oU¯- réductible, arrivait à un degré de réduction .nnord1J1a1rt-a.' '-$J..Vé lors de son introduction, en pellets crue, directement
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uses la zone de chauffage du four rotatif* Sur un plateau 'de pelletisation, un concentrât de minerai
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de fer (total du fer 69-69, ,..outre 0,13 - 0,2 %) existant a l'état de mao<n6tité naturelle, a été trtMfûïOté, souit .441t1oa d'eau, en pellets de 8 '- 25 ma du diamètre* Comme liant, on a
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ajouté 0,5 % de bentonite. Dana un four tubulaire rotatif à chauffage par l'enveloppe,
on a chargé les pellets à l'état humide, soit aveo une teneur en eau de 7 %, en même temps que du poussier de coke, -Gomme réducteur, et de la doloaie, comme agent de désulfuration. Le four avait 9 mètres de long et un diamètre intérieur de 0,5 mètre* Six brûleur* d'enveloppe étaient disposés, comme brûleurs inclinés à intervalles aenaiblement égaux sur l'enveloppe du four.
Le four était chauffé au gaz de ville et chargé, par heure, des poids, en humide, suivants
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<tb> 66 <SEP> kg <SEP> de <SEP> pelleta <SEP> orus <SEP> de <SEP> 10 <SEP> - <SEP> 25 <SEP> millinètres
<tb>
<tb> 40 <SEP> kg <SEP> de <SEP> poussier <SEP> de <SEP> coke <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 10 <SEP> "
<tb>
<tb> 3 <SEP> kg <SEP> de <SEP> dolomie <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 3 <SEP> "
<tb>
A une température de 110 C, les pelleta ont été réduits pendant 4- 5 heur.. dans le four tubulaire rotatif, puis déchargés dans un tambour de refroidissement dans lequel ils ont été ramenés en une heure, à la température extérieure, L'éponge de fer a été séparée,à sec.
de l'excédent de charbon et d'agent de désulfura- tion, par criblage et séparation magnétique. L'analyse a donné
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<tb> total <SEP> du <SEP> fer <SEP> 97,0%
<tb>
<tb> fer <SEP> métallique <SEP> 95,0%
<tb>
<tb> soufra <SEP> @ <SEP> 0,03%
<tb>
<tb> carbone <SEP> @ <SEP> 0,05%,
<tb>
Le minerai été ainsi, à concurrence de 98 %, réduit à l'état de fer métallique, ce qui correspond, en chiffres rond*, à un degré de réduction de 99 %. La partie de fines dans le produit en mousse de fer, c'est-à-dire la partie en-dessous de 8 mm, s'élevait à 35 %.
Elle se situait ainsi dans le même ordre de grandeur que la partie de fines se formant lors de la réduction de pelleta cuita de magnétite de la même provenance* Etant donné que les pelleta crus ont été introduits dans le four rotatif de la même manière que ne le sont les pellets cuits, corte partie
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de :
tige$ est à attribuer aux aollioitationa mécaniques précédant la réduction, tandis Que., lors de la réduction de pellets cuits, la partie de fines est à attribuer à la décomposition en ours de réduction* La surface des pelleta extraite était complotèrent
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ai.u* et les pelleta eux-mêmes talent tria poreux* Le volais des pores se situait indépendamment de la grosse= des graine, vers 83 % De ce fait,
la densité apparente des pelleté était
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"ré 8 faible et s'élevait à 193 g/=3. Par contre, le poids ap6- siflaue vrai fil. été trouvé. également indépendamment da la granule- m6trie égal à V$4 6/0111'. 00 qui correspond au haut degré de Motion de 99 %. Malgré leur faible densité apparente, les
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pelleta étaient plus robustes que les pellets de Jl8.gn6tit. de même grandeur et ayant été cuite en vue de leur réduction.
ceint ainsi que des pelleta crus réduits et de 15 - 20 millimétrée de diamètre éclataient seulement nous une pression de 56 kg/ pelleta tandis que la valeur correspondante pour des pellets
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préalablement cuite se situe vers 41 3cg/peliefc. Les pelleta crus réduits et de plus de 20 millimètres de diamètre pouvaient
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avant de se briser, être chargea jusqu'à 100 lcg/p9U.et.
Le produit à base de pousse de fer directement obtenu à partir des pellets crue s'est laissé très aisément briqueter. Une densité apparente de 4,5 g/cm3 a été atteinte sous une pression
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de 2,5 kg/cm.2.
Contrairement à celle des briquettes en pelleté cuits, la surface des briquettes en pelleta non puits était ' entièrement lisse, la granulation des pellets utilisés notait plus discernable
La bonne aptitude au broyage des pellets allait de pair
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avec leur bonne aptitude au briquetagoî après un concassage préa- lable jusqu'à moins de g mm, dans un moulin à ohicanea, on est rapidement arrivé, dans un moulin à barres, à une 'finesse des grains inférieure à 0,04 millimètres.
Le dessin donne un exemple d'exécution d'une disposition
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et d'un équipeaeat pour le chargement direet des p81181J. 02."U' dans le four tubulaire rotatif ou dent sa lui de ohauftuxo* Au-dessus et à droite, 00 trouve le plateau toit connu do pelleti" option 3L avec son rebord à pOU6.iet' 2, plateau sur lequel 18. "4 pellets mont confectionnée et garnis d'une OOU*ho de poua818r, par ex<Maple de oombuctible solide puJ.....ru1.ent.
Ces pellet OWJI tombaient! d1reotem.et.t, comme indiqué par la flè4bo 3, dons le
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dispositif de changement 4 passant dans la tête 5 du four tubu-
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3.aire rotatif 6. 00 dispositif est représenta ôosme étant un vibrateur, il entl à ma pénétration en 'tête du four, relié 61astiquement à celle-ci et de manière 6tanôho aux <sa<tw Le oombuatible solide de réduction et de granulg#'trie .
connue est amené, à droite, à 1' extrémité extérieure 7 du d1ço.i- tif de chargement, de telle aorte que Ion pelleta otas garnit ou non de charbon en poudre, tombent dtuo ci lit de combustible et pénètrent avec ce dernier dansa le tour tubulaire rotatif OC8J18 dernière opération est prêtée, peu ayant là tête du four, -l'addi- t ion, par 6, de l'agent de dé.u1tttr.iiob (àlo, doloaio)o lien sas chaude, repréeentéa par les flèohoâ 9 et 10, entourât le dispositif de chargement 4 (Vibrateur ou tambour rotatif) ce qui fait que, déjà en cours de chargement, le .6chap (non d6fî- SUA) des pellets est mît en train*