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CENTRE NATIONAL DE RECHERCHES METALLURGIQUES,
Association sans but lucratif à Bruxelles (Belgique), Procédé d'agglomération des minerais de fer.
Le procédé objet de la présente invention est relatif à l'agglomération des minerais de fer et particulièrement à son contr6- le continu en vue de maintenir les conditions opératoires à un état optimai ou de ramener ces conditions au dit état optimal en cas de variations perturbatrices,
Pour bien comprendre l'objet de l'invention, on peut se référer à la figure 1 donnée en annexe et représentant une installation générale d'agglomération de minerais de fer sur grille. Bien entendu, l'invention ne se limita pas à ce aeul mode d'agglomération mais s'appliqueà tous les autres modes présentant les mêmes caractéris- tiques de fonctionnement dont il est question dans le présent exposé.
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Le circuit d'alimentation de l'installation d'agglomération comprend une trémie (1) cortenant du minerai, une autre trémie (2) contenant des fines de retour et une troisème (3) contenant du coke. Ces trémies sont équipées de façon à charger les quantités appropriées de minerai, de fines de retour et de coke sur un transporteur (4) en direction d'un malaxeur (5) pour constituer le mélange que l'on veut agglomérer. Avant que ces matières ne soient introduites dans le malaxeur (5) on leur ajoute une quantité bien déterminée d'eau d'humi- dification.
Le mélange est constitué dans le malaxeur (5) puis est déversé sur une grille d'agglomération (6) où le mélange est allumé et aggloméré. la sortie de la grille d'agglomération (6), le produit aggloméré est encore chaud, tombe sur un crible (7) qui sépare les particules non conformes en vue de leur élimination. Les particules conformes, c'est à dre dont l'agglomération est satisfaisante, sont ensuite déversées après refroidissement éventuel sur un second crible (8) à maille de 10 mm environ.
Les particules refusées par ,le crible, c'est @ dire dont les dimensions sont supérieures à 10 mm sont envoyées au haut fourneau tandis que les particules qui passent à travers le crible (8) constituent ce que l'on appelle communément des fines de retour et sont renvoyées dans la trémie (2) des fines de retour.
Pour un type de minerai où de mélange de minerais, et un mode de chargement donnés, les facteurs de réglage de l'agglomération sont la teneur en coke, en eau et en fines de retour du mélange.
On cherche évidemment à obtenir une production horaire aussi élevée que possible compatible avec une bonne qualité d'agglomé- , ré et un bon fonctionnement sans à coup de l'installation.
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On comprend immédiatement que pour obtenir une produc- tion maximale,on doit faire circuler la grille à une vitesse aussi élevée que possible sans qu'il en résulte une détérioration de la quali- té de l'aggloméré ou un fonctionnement défectueux de l'installation.
Il a été constaté que la vitesse de la grille peut être d' autant plus élevée que la perméabilité du lit d'agglomération est plus élevée et que cette perméabilité est elle-même principalement et fortement influencée par la teneur en eau du mélange. Certains spécialistes ont proposé de contrôler leur installation d'agglomération uniquement d'après la variation de cette perméabilité à froid, c'est à dire celle du mélange non allumé en fonction des variations de l'humidité du mélange. Par exemple, on augmente très légèrement la quantité d'eau d'humidification ajoutée au mélange avant le malaxage et s'il en résulte une augmentation de la perméabilité, on procède alors à un réglage .le l'alimentation du mélan- ge en eau d'humidification dans le sens d'un accroissement.
Par contre, s'il en résulte une diminution de la perméabilité, on règle l'alimentation du mélange en eau d'humidification dans le sens d'une diminution.
Enfin, si la perméabilité reste constante, on maintient également cons- tante la dite alimentation du mélange en eau d'humidification. Ou bien 'encore, on diminue très légèrement cette quantité d'eau d'hunidifica- tion du mélange avant le malaxage -et si la perméabilité augmerte alors on règle l'alimentation du mélangeen eau dans le sens d'une diminution ; si la perméabilité diminue, le réglage est. fait dans le sens d'une aug- mentation de cette alimentation en'eau ; si la- perméabilité reste cons- tante, on maintient cette alimentation en eau à sa valeur. Cela revient , à dire que la valeur optimale de la quantité d'eau ajoutée au mélange correspond à la valeur maximale de la perméabilité du mélange à agglomérer.
La mesure de la perméabilité peut être faite en évaluant
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la quantité de gaz traversant le mélange à agglomérer par minute et par mètre carré.
Lorsqu'on se base uniquement sur cette optimalisation de la quantité d'eau d'humidification, on constate cependant qu'il se produit encore parfois des détériorations de la qualité des agglomérés et un fonctionnement défectueux de l'installation.
La présente invention a pour objet un procédé permettant de remédier à ces inconvénients.
Elle se base sur l'examen des conditions d'obtention d'un aggloméré de bonne qualité et d'un fonctionnement bien régulier de l'installation.
La qualité d'un agglomér.' est généralement appréciée par les résultats d'un test appelé test Micum.
Ce test Micum est réalisé dans les conditions suivantes :
Après stabilisation de l'aggloméré obtenue en faisant chuter trois fois le dit aggloméré d'une hauteur d@ 2 m sur une tôle d'acier, on crible à une maille de 10 mm et on considère comme fines de retour les particules dont les dimensions sont inférieures à 10 mm tandis que les autres sont considérées comme bonnes pour le traitement au haut fourneau,
Sur cette dernière fraction dont les dimensions sont supérieures à 10 mm, on prélève un échantillon de 15 K dont les particules sont comprises' entre 10 mm et 40 mm et on l'introduit dans un tambour rotatif de 1 m de diamètre et 25 cm de large, muni de quatre cornières intérieures de
100 mm de hauteur. On fait tourner ce tambour pendant 3 minutes à une vitesse de 25 tours par minute.
On retire ensuite le dit échantillon du tambour,, on le fait passer sur un crible à maille de 5 mm et on pèse .. la quantité de particules dont les dimensions sont comprises entre 0 et5 mm.
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Plus cette qua:itité est élevée et plus la résistance de l'agglo- méré, donc sa qualité, est défectueuse. Dans ce qui suit, on dit que le minerai possède une bonne résistance Micum si la quantité de particules de dimensions comprises entre 0 et 5 mm résultant d'un essai Micum est inférieure à une valeur bien déterminée (chiffre Micum M inférieur à Ml).
On constate d'autre part que le fonctionnement régulier et satisfaisant d'une installation d'agglomération est assuré lorsque la quantité de fines de retour introduite dans le mélange à l'alimentation est égale à la quantité des fines de retour produites à la sortie de l'ap- pareil d'agglomération. On appelle généralement cette égalité l'équi- libre en fines de retour de l'installation et on la représente sous la forme suivante :E: FRS où F.R.S désigne la quantité-en poids des fines de retour à la bortie de l'installation, c'est à dire résultant de l'agglomération, et F. R. E. la quantité des fines de retour à l'entrée de l'installation, c'est à dire la quantité de fines de retour entrant dans la composition du mélange.
Le procédé objet de la présente invention est essentiellement caractérisé en ce que l'on mesure d'abord systématiquement la perméa- bilité à chqud et à froid, du mélange à agglomérer et en ce que l'on règle la quantité totale d'eau d'humidification à ajouter au dit mélange de façon à maintenir une humidité minimale correspondant à une valeur maximale soit de la perméabilité à chaud soit de la perméabilité à froid du dit mélange, en ce que l'on mesure ensuite l'équilibre en fines de retour (E) de l'installation et la résistance Micum des agglomérés produits représentée par le chiffre Micum (M)
et en ce que l'on règle la quantité totale de fines de retour et/ou de coke entrant dans la composition du
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mélange de telle façon que dans le cas où le dit équilibre en fines de retour n'est pas assuré ( E différent de 1) et/ou la résistance Micum est mauvaise (chiffre Micum M supérieur à une limite déterminée M1) on rétablisse le dit équl@bre (E = 1) et/ou une bonne résistance Micum ( M < M1)
On peut se reporter aux figures 2 et 3 pour mieux suivre les variations de la perméabilité en fonction de la quantité d'eau d'humi- dification (fig. 2), ainsi que les variations de l'équilibre en fines de retour et du chiffre Micum en fonction des quantités de fines de retour et de coke entrant dans la composition du mélange à agglomérer (fig. 3. ).
Sur la figure 2, la perméabilité du mélange constituant le lit de fusion, c'est à dire la quantité de gaz en mètre cube passant à travers le dit lit de fusion par minute et par mètre carré est inscrite en ordonnée et la quantité totale d'eau d'humidification introduite dans le mélange exprimée en pourcent est inscrite en abscisse. La perméabilité à chaud est représentée par la courbe en traits pleins et la perméabilité à froid par la pourbe en traits pointillés. On voit que pour une quantité d'eau de 9, 625 % un obtient une perméabilité à chaud maximale dans l'exemple considéré. Par contre, il faut une quantité d'eau de 10,425 % pour atteindre le maximum de la perméabilité à froid.
Donc dans l'exemple considéré, conformément à l'invention, on devra maintenir la quantité d'eau à une valeur inférieure mais aussi proche que possible de 9, 625%. Bien entendu ces courbes sont différentes pour des quantités différentes de fines de retour et de coke entrant dans la composition du mélange. On constate toutefois que la zone de réglage est plus faiblement influencée par une variation de la quantité de coke que par une varia- tion de la quantité de fines de retour.
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Sur la figure 3, les coordonnées sont l'équilibre en fines de retour de l'installation et le chiffre Micum représentant la quantité de fines apparues lorsqu'on soumet l'aggloméré à un essai Micum, un chiffre élevé étant un indice d'une mauvaise résistance à l'essai Micum et donc d'une mauvaise qualité de l'aggloméré. On voit im- médiatement la répartition des zones où une variation de la quantité des fines de retour influence fortement l'équilibre en fines de retour (E) tandis qu'une variation de la quantité de coke influence fortement le chiffre Micum (M).
Suivant l'invention, différents cas de détérioration de l'équi- libre en fines de retour et de la résistance Micum peuvent se produire et la réaction de contrôle sera différente dans chacun de ces cas comme il est explicité ci-dessous :
1) Si l'équilibre en fines de retour est inférieur à l'unité ( E< 1) et si la résistance Micum est bonne (chiffre Micum suffisamment bas
M < M1), on diminue la quantité de fines de retour et/ou de coke entrant dans la composition du mélange jusqu'à ce que l'équilibre en fines de retour soit rétabli (E = 1), le chiffre Micum (M) étant mainte- nu inférieur à la valeur limite fixée (m1) pour conserver une bonne résistance Micum.
2) Si l'équilibre en fines de retour est supérieur à l'unité (E> 1) et si la résistance Micum est bonne (M < M1), on augmente la quantité de fines de retour et/ou de coke entrant dans la composition du mélange jusqu'à ce que l'équilibre en fines de retour soit rétabli (E = 1), le chiffre Micum (M) étant maintenu inférieur à la valeur limite fixée (M1) pour conserver une bonne résistance Micum.
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.3) Si l'équilibre en fines de retour est égal à l'unité (E = 1) et si la résistance Micum est mauvaise (M>M1), on diminue la quantité de fines de retour et/ou on augmente la quantité de coke entrant dans la compo- sition du mélange jusqu'à ce que l'on obtienne une bonne résistance Micum (M<M1)
4) Si l'équilibre en fines de retour est inférieur à l'unité (E <1) et si la résistance Micum est mauvaise (chiffre Micum trop élevé M > M1) on diminue d'abord la quantité totale de fines de retour entrant dans la composition du mélange jusqu'à ce que l'on obtienne soit un bon équili- bre (E = 1), soit une bonne résistance Micum (M <M1): si on obtient d'abord un bon équilibre ( E = 1) on se retrouve dans le cas 3) ci-dessus et on continue le réglage comme indiqué dans ce cas 3) ;
on obtient d'abord une bonne résistance Micum (M>M1) on se retrouve dans le cas 1) ci-dessus et on continue le réglage comme indiqué dans ce cas 1).
5) Si l'équilibre en fines de retour est supérieur à l'unité (E< 1) et si la résistance Micum est mauvaise (chiffra Micum trop élevé, M < M1). on augmente d'abord la quantité totale de coke entrant dans la composition du mélange jusqu'à ce que l'on obtienne soit un bon équilibre ( E = 1), soit une bonne résistance Micum (M<M1) si on obtient d'abord un bon . équilibre (E = 1), on se retrouve dans le cas 3) ci-dessus et on continue le réglage comme indiqué dans ce cas 3), si on obtient d'abord une bonne résistance Micum (M<M1). on se retrouve dans le cas 2) ci- dessus et on continue le réglage comme indiqué dans ce cas 2).