Procédé et appareil pour le traitement des iiiiiierais au haut fourneau. Le présent brevet se rapporte à un pro cédé de traitement des minerais au haut fourneau, caractérisé par le fait d'injecter â la base du haut fourneau contenant le minerai, (lu charbon pulvérisé mélangé à de l'air dans des proportions telles que la majeure partie (le ce charbon brûle instan tanément en ne donnant que de l'oxyde de carbone.
Ce procédé peut s'appliquer, par exem ple, ait traitement du minerai de fer; clans ce cas, la combustion du charbon, ainsi pro jeté à la partie inférieure du haut fourneau, a pour effet de fournir à la fois la chaleur nécessaire pour assurer l'équilibre thermi que du haut fourneau, et l'oxyde de carbone destiné à produire la réduction du minerai en fer métallique.
La fraction (lu charbon en excédent qui a échappé à cette combustion, outre qu'elle sert à la carburation différemment dosée du fer, suivant que l'on veut obtenir de la fonte ou (le l'acier, permet encore de réduire l'oxyde de fer qui a échappé à la réduction par l'oxyde de carbone, d'assurer, par ré- duclion directe, la décomposition clos scories ferruu-iueuses qui s'écoulent du haut four neau, ees scories provenant du fait.
que le minerai n'est pas complètement réduit au cours (le sa descente dans le haut. fourneau, et leur formation étant favorisée par la marche acide de celui-ci;
et, enfin, clans le cas (le la fabrication de la fonte, de réduire la silice en silicium, les oxydes de manga- nése en manganèse, les phosphates en pho- phore, avec production d'oxyde de carbone qui s'ajoute à celui provenant de la com- bustion.
Ces réactions directes produites par l'exé- clenf de cljarbon n'entrant pas en combus- tion, peuvent être obtenues grâce à l'absence d'acide carbonique dans la zone de combus lion;
eti effet, l'acide carbonique pouvant t@rovenir (le la réduction de l'oxyde de fer par l'oxyde (le carbone à la partie inférieure (lit haut fourneau, se trouve immédiatement décomposé par le charbon injecté en excès, et donne (le l'oxyde de carbone, lequel entre tient le pouvoir réducteur clos gaz à soit maximum d'intensité en augmentant. la
EMI0002.0001
hauteur <SEP> de <SEP> 1a <SEP> zone <SEP> d'activité <SEP> de <SEP> ces <SEP> gaz <SEP> ré ducteurs.
<tb>
Comme <SEP> le <SEP> haut, <SEP> fourneau <SEP> est <SEP> alimenté <SEP> en
<tb> conibri-;til)le <SEP> à <SEP> sa <SEP> partie <SEP> inférieure, <SEP> il <SEP> n'est
<tb> chargé <SEP> que <SEP> de <SEP> minerais <SEP> et <SEP> des <SEP> fondants <SEP> né cessaii c-;; <SEP> il <SEP> en <SEP> résulte <SEP> que <SEP> l'acide <SEP> carboni que <SEP> 1i <SEP> @-jvenarit, <SEP> de <SEP> la <SEP> réduction <SEP> du <SEP> minerai
<tb> par <SEP> l':._.@cle <SEP> de <SEP> carbone, <SEP> ne <SEP> rencontre <SEP> plus
<tb> de <SEP> ch:,?hon <SEP> dans <SEP> le <SEP> haut <SEP> fourneau, <SEP> et <SEP> reste
<tb> à <SEP> l'étai <SEP> d'acide <SEP> %@r-honique, <SEP> tandis <SEP> que <SEP> dans
<tb> les <SEP> lra@?ts <SEP> fourn_aux <SEP> ordinaires <SEP> cet. <SEP> acide
<tb> carbon <SEP> ;
que, <SEP> par <SEP> son <SEP> passage <SEP> sur <SEP> le <SEP> charbon
<tb> à <SEP> lia?if- <SEP> température <SEP> que <SEP> contiennent <SEP> ces
<tb> der riier <SEP> _; <SEP> sur <SEP> urne <SEP> -r-ande <SEP> partie <SEP> de <SEP> leur <SEP> liau feur, <SEP> se <SEP> décornposf_n <SEP> oxyde <SEP> de <SEP> carbone <SEP> avec
<tb> absorption <SEP> de <SEP> chaleur <SEP> et <SEP> consommation
<tb> inutile <SEP> de <SEP> combustible.
<tb>
1: <SEP> iii <SEP> l-ection <SEP> clir <SEP> charbon <SEP> à <SEP> la <SEP> partie <SEP> infé rieure <SEP> (lu <SEP> haut <SEP> fourneau <SEP> permet <SEP> d'obtenir
<tb> le <SEP> ma-_ïmum <SEP> (l'ëffet <SEP> thermique <SEP> puisque.
<tb> (laits <SEP> ce> <SEP> conditions, <SEP> le <SEP> charbon <SEP> brûle <SEP> clans
<tb> la <SEP> zone <SEP> de <SEP> sa <SEP> meilleure <SEP> utilisation <SEP> et <SEP> clans
<tb> l'air <SEP> iriiecté <SEP> avec <SEP> lui.
<tb>
Cet <SEP> air <SEP> sera. <SEP> de <SEP> préférence <SEP> chauffé, <SEP> sur lotit <SEP> si <SEP> l'on <SEP> veut <SEP> obtenir <SEP> des <SEP> fontes <SEP> réfrac taires, <SEP> du <SEP> fer <SEP> ou <SEP> de <SEP> l'acier.
<tb>
Dar- <SEP> le <SEP> pi és@r@t <SEP> exemple, <SEP> l'oxyde <SEP> rie <SEP> fer
<tb> Fe <SEP> 0:@ <SEP> -1 <SEP> réduit <SEP> par <SEP> l'oxyde <SEP> de <SEP> carbone <SEP> avec
<tb> déga-ciirent <SEP> de <SEP> chaleur.
<tb>
i;ui@@-lue <SEP> la <SEP> rcaet.ion <SEP> n'emprunte <SEP> pas <SEP> de
<tb> canalcu-r <SEP> e-,t.érïei?re- <SEP> il <SEP> suffit <SEP> que <SEP> l'oxyde <SEP> de
<tb> carbone <SEP> et <SEP> l'azote <SEP> de <SEP> -l'air <SEP> qui <SEP> lui <SEP> est <SEP> mé lan2c. <SEP> -##iient <SEP> por t"s <SEP> à <SEP> une <SEP> température <SEP> assez
<tb> élevée <SEP> <B>-î-0111.</B> <SEP> (lue <SEP> la <SEP> chaleur <SEP> de <SEP> ce <SEP> mélange
<tb> 2azew= <SEP> soit <SEP> suffisante <SEP> pour <SEP> compenser <SEP> les
<tb> pertes <SEP> @1e <SEP> chaleur <SEP> par <SEP> rayonnement <SEP> et <SEP> par
<tb> e@ntraîn-ment <SEP> par <SEP> les <SEP> gaz <SEP> sortant <SEP> du <SEP> gueu lard, <SEP> par <SEP> la <SEP> fonte <SEP> et <SEP> par <SEP> le <SEP> laitier.
<tb>
Po??:- <SEP> réduire <SEP> la <SEP> combustibilité <SEP> de <SEP> l'e@cé (lent <SEP> de <SEP> cliaibon <SEP> destiné <SEP> soit <SEP> à <SEP> la <SEP> carbura tion <SEP> chi <SEP> fer, <SEP> soit. <SEP> à <SEP> la <SEP> réalisation <SEP> de <SEP> certaines
<tb> réactiori-# <SEP> directe: <SEP> 'telles <SEP> que <SEP> la <SEP> réduction <SEP> des
<tb> scories <SEP> ferrugine?r@.es, <SEP> réduction <SEP> de <SEP> la <SEP> silice
<tb> etcc., <SEP> on <SEP> pourra <SEP> employer <SEP> un <SEP> charbon <SEP> dur
<tb> tel <SEP> que <SEP> Vantliracile, <SEP> ou <SEP> un <SEP> charbon <SEP> quelcon que, <SEP> b:
<SEP> r@@-é <SEP> un <SEP> p-u <SEP> plus <SEP> grossièrement <SEP> que
<tb> le <SEP> charbon <SEP> destiné <SEP> à <SEP> produire <SEP> de <SEP> l'oxyde <SEP> de
<tb> carbone- <SEP> ce <SEP> charbon, <SEP> phis <SEP> dense <SEP> que <SEP> le <SEP> char- bon de combustion, tombera dans. le creuset et, se mélangera aux laitiers en effectuant les réductions désirées. Ce charbon intervenant directement comme élément chimique pourra être admis par un distributeur auxi liaire, soit dans la tuyère qui projette l'air et, le charbon de combustion dans le haut fourneau, soit par une tuyère spéciale.
1l y a lieu, en outre, de remarquer. qu'in- dél-endaminerit de l'économie de charbon réalisée par le présent. procédé et de la pos- ,#ibiIité de fabriquer à volonté du<B>lui-,</B> des aciers ou des fontes, la présente invention r erniet une production, par mètre cube de haut fourneau, beaucoup plus considérable ,tue les méthodes ordinaires,
puisque toute la capacité du foin- est complètement utili sée par la charge de minerais, et que, de plus, cette production est très intense en raison de la combustion instantanée clu charbon introduit à. un état. extrémement divisé, clans le haut. fourneau.
Le dessin annexé représente, à. titre d'exemple, une forme d'exécution d'un ap pareil pour la. mise en ouvre du procédé -uivant, la présente invention. et une va riante de cette for-nie.
Fig. i montre, d'une façon sché niatique. en coupe verticale, un haut fourneau m?rni d'un dispositif d'alimentation selon l'in vention; La fig. 2 montre, en élévation, une va riante de ce dispositif d'alimentation.
Ainsi qu'il est. représenté fi,-. 1, clans une tuyère a, qui envoie à la partie inférieure du haut fourneau b l'air produit par une machine soufflante quelconque, débouche un conduit c partant de l'une des extrémités fl'?in distributeur à vis sans fin d communi quant à. son autre extrémité avec un i éSei- voir à. trémie e, contenant. de la farine tic- charbon.
Le haut fourneau b ne contient que le rainerai à traiter. et un fondant, par ple de l'oxyde de fer (Fe 03i et. de la cas tine, en proportion convenable.
Le distributeur à vis sans fin d est ac- fionné par lin système (le commande quel- noir représenté à la vitesse voulue.
Le four étant allumé par un moyen quel- colique, on actionne la vis transporteuse (!, (;tri amène le charbon pulvérisé du réser voir c# par le conduit c dans la tuyère a, oir il est rapidement entraîné par le violent ("onr'alit d'air qui y circule. Cette poussière de charbon dès son arrivée dans le haut fourneau s'allume instantanément.
Les pro- hortions d'air et (;e charbon ainsi amenées dans le haut fourneau sont déterminées de fa( .on due le charbon donne par sa eombus- lion uniquement (le l'oxyde<B>(le</B> carbone, et qu'il reste une certaine quantité de charbon noir hrùlé.
Afin d'éviter que la pression (le l'air circulant dans la tuyère a ne refoule la 1 ou < :siere (le charbon clans le conduit c, on f eut appliquer un dispositif quelconque non représenté, pour équilibrer la pression dans le réservoir e, le distributeur d, le con- drrit c et la tuyère a, par exemple au moyen d'une dérivation mettant en communication la tuyère a et le réservoir e, ce dernier étant fermé d'une façon étanche.
L'air amené par la tuyère a peut être chauffé préalablement.
1,a fig. 2 montre une variante clans la cttrelle le charbon servant à la combustion est amené air haut fourneau b par le même (lispositif d'alimentation que celui représenté fil. i. tandis que le charbon de carburation cst. contenu dans un réservoir à trémie auxi liaire h., à la base duquel est montée une (les extrémités d'un distributeur à vis sans fin g, dont l'autre extrémité communique avec, un conduit f débouchant également, dans la tuyère (r.
'suivant, le degré de carburation qui doit mire donné air fer, en vue d'obtenir soit (le la fonte, soit. des aciers. la vis distributrice g tournera plus ou moins vite, de manière à fournir une quantité plus ou moins grande de charbon de carburation.
Lorsqu'on voudra obtenir du fer, on ar rêtera la vis distributrice g et, dans ce cas, la vis distributrice d seule fonctionnera et fournira uniquement le charbon nécessaire pour produire la réduction de l'oxyde (.le fer.
Dans le cas de la fabrication du fer ou (le l'acier, il sera nécessaire de chauffer préalablerrient l'air insufflé clans. le haut fourneau, car la combustion du charbon par pair froid lie donnerait. pas une température suffisante pour fondre ces métaux. Le ré- cliauffage de cet. air sera produit au moyen des dispositifs usuels, un appareil Cooper, par exemple. De même pour la fabrication de la fonte grise, il pourra y avoir intérêt à soumettre l'air insufflé à un chauffaze préalable.
Dans la pratique, le charbon employé sera (le préférence (le la houille réduite en farine mélangée ou non d'une certaine pro- 1--ort.ion (le filles de coke ou d'anthracite; clans ce cas, il se produit, en outre de l'oxyde (le carbone, une certaine proportion d'hy- drogène, lequel ayant comme l'oxyde de carbone un grand pouvoir réducteur sur l'oxyde (le fer, ne modifie en rien la. réalisa tion du présent procédé. On pourra aussi employer le charbon de bois dans les régions oir celui-ci est abondant.
L'application du procédé selon l'inven tion, arrx minerais de fer, n'a été donnée cxti'à titre d'exemple, et il est. bien entendu que la présente invention est applicable également. à tous les minerais réductibles par l'oxyde rie carbone et susceptibles d'être carburés.