Procédé<B>de</B> fabrication du fer et de l'acier par traitement direct<B>(la</B> minerai, et installation pour sa mise en #uvre. L'invention se rapporte<B>à</B> un procédé de fabrication du fer et<B>de</B> l'acier par traitement directdu minerai, danslequel leminerai,broyé, est mis en présence,<B>à</B> température élevée et en vase clos, d'un gaz réducteur qui le réduit, le #carbure et le transforme en un produit non liquide que l'on dirige dans un four de fusion.
Sauf dans le -cas de minerais très rielles, on aura avantage<B>à</B> enlever la gangue avant l'in troduction dans le four de fusion, ce qui petit être effectué soit par lavage dit minerai avant réduction, soit par traitement de la masse réduite.
Le procédé, dans le cas du lavage du mi nerai avant réduction, peut être exécuté comme suit: <B>10</B> Le broyage du minerai. Il peut s'effec tuer par les moyens habituels et a pour but de faciliter le lavage.
<B>20</B> Le lavage du minerai broyé. Si le mi nerai est lavable par l'eau, le lavage peut s'effectuer par l'un des moyens habituels, par exemple dans une laverie du genre Allys Chalmers. Au cas contraire, le minerai petit être traité magnétiquement. Cette opération a pour but de débarrasser le minerai de la plus grande partie possible de sa gangue en vue d'éviter une forte proportion de scories qui rendrait impossible l'emploi du four de fusion.
<B>30</B> Le séchage du minerai broyé.<B>Il</B> peut avoir lieu, en une ol--t deux opérations, par<B>.</B> un procédé quelconque, par exemple en utili sant la ventilation ou le remuage mécanique. L'une des opérafions peut se faire dans le dispositif de réduction proprement dit, 40 Réduction chimique du minerai en vase clos par un gaz réducteur. La durée de cette réduction et la température<B>à</B> laquelle on petit l'effectuer peuvent varier avec l'agent réduc teur, avec le produit que l'on traite, et avec celui -que Fondésire obtenir.
On a trouvé, par exemple, que l'oxyde de fer F,O, réduit par l'oxyde de carbone pratiquelnent pur donne, suivant la durée de la réaction, les pro duits suivants: De l'acier<B>à 0,10</B> '/o de Pa-rbone après une réduction de<B>8</B> heures<B>à 560' C,</B> De l'acier<B>à</B> 0,'-):
) ',o de carbone après une réduction clé <B>8</B> heures<B>à 600' C,</B> De l'acier<B>à 0,26</B> 'A de -carbone après une réduction de<B>8</B> heures #à <B>715 ' C,</B> De l'acier<B>à 0,60</B> '/o de %carbone après une réduction de<B>3</B> heures<B>à 825 ' C.</B>
On a naturellement avantage<B>à</B> chauffer préalablement le minerai broyé et lavé, par exemple<B>à</B> 400<B>'</B> environ et au moyen des gaz résiduaires de l'usine métallurgique (gaz de fours Martin on de moteurs<B>à</B> gaz); ce ré- chauffage préalable pourrait avoir lieu dans n'importe quelle installation ad hoc; mais on le combinerade -préférence avec l'opération clé réduction. La, température nécessaire<B>à</B> la, ré duction peut être obtenue en réchauffant préa- laiblement le gaz réducteur;<B>ce</B> dernier est de préférence de l'oxyde de carbone.
La réduction effectue très rapidement par le fait que<B>le</B> minerai se trouve<B>à</B> l'état pulvérulent; cer- lains minerais très riches ne nécessitent même pas un lavage et peuvent rester<B>à</B> l'état de gros grains, sans que la réduction en soit tn gênée. 51) Déchargement du produit, clé la réduc- tion dans un four (le fusion en évitant autant.
que possible le contact avec l'air; ce résultat peut être ai-teint en plaçant le dispositif<B>de</B> r "ductioii <B>à</B> proximité immédiate du four et en le reliant a ce dernier par des dispositifs privés d'oxygène.
<B>60</B> Fusion du métal dans un four de fu sion, par Ics procédés habituels. Cette fusion peut être combinée<B>à</B> l'addition de produits carburants en vue de l'obtention d'aciers durs ou même de fonte, ou au contraire de produits oxydants en vue de l'obtention d'acier extra doux et clé fer, ou encore d'alliages spéciaux.
L'invention se rapporte encore<B>à</B> une ins- fallation pour la mise en ceuvre du procédé qui vient d'être décrit; cette installation com porte une boîte de réduction disposée<B>à</B> proxi mité immédiate d'un four de fusion, ladite boîte étaiît reliée, d'une part,<B>à</B> une conduite d'admission par laquelle peuvent être iiiiro- duits alternativement des #,az inertes chauds et des gaz réducteurs chauds, d'autre part,<B>à</B> une conduite d'échappement,
enfin<B>à</B> un enion- noir de charge du four de fusion et cela par des organes oit peuvent être introduits des gaz inertes.
Le dessin annexé représente schématique ment une installation selon l'invention, donnée<B>à</B> titre d'exemple.
Dans ce dessin,<B>-1</B> est une boîte de réduc- tiou en fonte de fer ou d'acier revêtue exté rieurement d'une maçonnerie réfractaire. Cette boîte possède dans sa partie inférieure une cloison ayant la forme d'un tronc de cônes et percée clé trous inclinés de haut en bas de dehors en dedans. Ce tronc de cône débouche dans un puisard B fermé dans sa, partie su périeure par une cloison transversale étanche. Le sommet de la boîte de réduction est fermé lui-même par un couvercle étanche; la commit- nication avec le puisard est interceptée par un cône que l'on peut manceuvrer de l'extérieur.
Le bas du puisard B se termine en un cône dont l'ouverture inférieure est normale ment fermée par un <U>organe</U> non représenté. <B>Ait</B> moment clé la charge cet organe est éloigné Z-1 e_l et, reniplad# par un manehoii II que l'on in troduit dans une pièce métallique<B>N</B> refroidie par une cireulation d'eau; cette pièce<B>N</B> en toure, l'extrémité supérieure du conduit de charge du four<B>de</B> fusion.
Dans %chambre entourant la cloison tron conique de la boîte de réduction<B>A</B> débouche une conduite reliée. d'une part,<B>à</B> une première canalisation munie d'une soupape<B>C</B> et, d'autre part, #à une seconde canalisation munie égale ment d'une soupape<B>D.</B> Par la première clé ces canalisations on peut introduire clans la, boîte de réduetion le gaz réducteur, par exemple<B>CO,</B> et par la seconde un gaz inerte, par exemple un gaz résiduaire de four.
Du sommet de la boîte<B>A</B> part, une icon- duite <B>E</B> qui aboutit<B>à</B> une boîte<B>à</B> poussière F reliée elle-même<B>à</B> un réfrigérant<B><I>G.</I></B><I> H</I><B>dé-</B> signe une soupape, I un compteur<B>à</B> gaza<B>J</B> un aspirateur, K un analyseur automatique enre- gisireur, et enfin L une tubulure reliant l'as- piraieur <B>J</B> au puisard B.
Le fonctionnement de l'installation est le suivant. Le minerai broyé, lavé et préalablement porté<B>à</B> une température de 400' dans une chambre non représentée sur le dessin, par exemple, par les gaz résiduaires de l'usine, est introduit dans la boîte de réduction<B>A.</B> La soupape<B>C</B> étant fermée, on introduit par la soupape<B>D</B> un courant de gaz résiduaires chauds, provenant par exemple des fours de fusion-; ces gaz, aspirés par l'aspiration<B>J,</B> traversent la masse de minerai et lui enlèvent ses dernières traces d'humidité et d'acide car bonique.
Cette opération étant terminée, on forme la soupape<B>D</B> et on ouvre la soupape<B>C</B> pour introduire un courant d'oxyde de car bone préalablement ehauffé <B>à</B> une température choisie selon le produit et la durée désirés, comme on l'a indiqué plus haut; ce courant, également aspir6 par l'aspirateur<B>J,</B> s'enrichit en oxy,(,rèiie, par suite de sa réaction sur le minerai, ressort de la boîte par la conduite<B>B,</B> abandonne ses poussières dans la boîte F, se ri,froidit dans le réfrigérant<B>G</B> et pénètre par ]a soupape H dans<B>le</B> compteur I.
Lorsque la réduction -du minerai résultant du contact intime et absolu de<B>F,03</B> avec <B>le</B> gaz réducteur est terminée, et la carbura tion -poussée au point désiré, on aspire, au moyen de l'aspirateur<B>J</B> et de la tubulure L, l'oxyde<B>de</B> carbone qui aurait pu pénétrer dans le puisard, puis on introduit dans celui- ci, par un tuyau non représenté, un gaz inerte, par exemple un résidu de l'usine.
Les jets de flamme n'étant plus<B>à,</B> craindre, on<B>dé-</B> bouche alors le bas du puisard et on met en place le manchon<B>M.</B> On ouvre enfin le -cône de<B>lai</B> boîte de réduction et l'acier en morceaux tombe dans le four de fusion où l'on aura eu soin de créer une atmosphère inerte; il en traîne. alors la petite quantité de gangue<B>qui</B> était restée dans<B>le</B> minerai.
On voit que, pendant son passage de la boîte<B>de</B> réduction au four de fusion cet acier n'est pas exposé au contact de l'air.
Comme gaz réducteur on peut utiliser, au lieu d'oxyde decarbone, du gaz pauvre ou du ,raz<B>à</B> l'eau, par exemple. En tout cas, il est facile de s'assurer au moyen du compteur I que la quantité de gaz nécessaire<B>à</B> la réduc- tien de la masse connue de minerai a bien passé dans la boîte<B>A;</B> on vérifiera encore p6- riodiquement au moyen de Fanalyseur K que tout l'oxyde de carbone du gaz réducteur a bien -été transformé en acide carbonique. L'ins tallation pourra être utilement complétée par un pyromètre -dont le -couple sera introduit dans la boîte de réduction.
L'usine comportera -de préférence plusieurs boîtes de réduction entre lesquelles on éclielon- nera le travail. Chaque boîte pourra être re vêtue intérieurement de maçonnerie r6frac- taire et blindée extérieurement.
<B>En</B> carburant plus ou moins le métal fondu dans le four, on peut obtenir par<B>le</B> procédé décrit, tous genres d'acier et même de la fonte de fer.
Il peut être nécessaire pour certains mine rais, entre autres pour ceux qui ne sont pas lavables<B>à</B> l'eau, de les réduire sinon totale ment, an moins partiellement avant,de pouvoir procéder<B>à</B> l'enlèvement de leur gangue par un traitemeDt magnétique; on ne pourra pas éliminer complètement cette dernière, mais la faible quantité qui restera ne gênera pas la fusion au four. Dans ce cas l'opération (le lavage suivra celle de réduction au lieu de la précéder.
La fermeture inférieure de laboîte de ré duction pourra être analogue<B>à</B> -celle d'un gueulard de haut fourneau; elle pourra être encore constituée par un wagonnet mobile m-a- n#uvrà de l'extérieur, au par un bouchon co nique soutenu par un vérin man#uvré de l'ex térieur, également au moyen d'une vis sans fin, par exemple.
Au lieu d'aspirer les gaz pour les obliger <B>à</B> traverser la masse de minerai, on pourrait aussi les refouler.