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PROCEDE POUR LA REDUCTION DES MINERAIS ET NOTAMMENT DES MINERAIS DE
FER.
L'invention vise à résoudre le problème de mettre à la disposî- tion de l'homme du métier un procédé perfectionné de traitement des minerais et notamment des minerais de fer. Dans l'état actuel de la sidérurgie on emploie des hauts-fourneaux dont la charge présente une hauteur de 20 à 30 m.
On se base à cet égard sur la considération qu'il convient d'assurer une ré- duction indirecte aussi poussée que possible de l'oxyde de fer et d'utiliser autant que possible la chaleur des gaz de hauts-fourneaux qui proviennent de la zone de réduction et de la zone de fusion. Toutefois, la grande hauteur de la charge a pour effet d'une part de soumettre à une très grande pression la partie inférieure de la charge de telle sorte que celle-ci doit être très résistante; d'autre part, il faut que les éléments de la charge soient de dimensions suffisamment grandes pour permettre un passage facile et ré- gulier du vent.
Lorsqu'il s'agit de minerais menus on peut satisfaire à cette condition en les agglutinant; ce qui concerne les combustibles, on est obligé d'utiliser en ce qu'on appelle le coke métallurgique, c'est-à- dire un coke de très gros calibre et très résistant. Le procédé connu néces- site donc un four très coûteux et une préparation spéciale du minerai menu ainsi que du combustible.
Ces inconvénients sont supprimés suivant la présente invention du fait que la hauteur de la charge comptée à partir du plan des tuyères n'est que de 2 à 6 m, que le combustible est comprimé conjointement avec le minerai ou une partie de celui-ci sous forme de' briquettes, que celles-ci après leur introduction dans le haut-fourneau sont soumises à une élaboration métall-ar- gique sous l'action d'un vent chaud, que les gaz et vapeurs extraits du haut- fourneau sont traités dans une première installation de condensation et que les vapeurs sont précipitées partiellement sous forme d'un goudron allant de l'état de fluidité épaisse à l'état solide à 15 C (appelé goudron épais),
tandis que les vapeurs qui en sont extraites sont envoyées dans une seconde installation de condensation où elles sont précipitées à l'état d'un goudron
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très fluide et que le goudron épais est utilisé comme agglomérant pour la fa- brication des briquettes.
On combine donc de cette manière l'élaboration du minerai avec la carbonisation du combustible introduit. Cette carbonisation se fait dans la partie supérieure du haut-fourneau. Par suite de la très faible hauteur du fourneau, on peut aussi employer pour la fabrication des briquettes un agglomérant qui a une tendance au ramolissement, comme le brai par exemple.
Il est avantageux de maintenir la hauteur de la charge du fourneau aussi faible que possible, cette hauteur ne devant être que ce qu'il faut pour que la carbonisation qui s'effectue dans la région supérieure du fourneau, puisse se faire d'une manière positive, de même que la réduction et la fusion dans la zone inférieure.
L'invention donne en outre les moyens de produire et d'employer un agglomérant qui se forme continuellement lors de l'exécution à l'échelle normale du nouveau procédé. Les gaz et les vapeurs de carbonisation qui se dégagent du fourneau sont traités dans une première installation de conden- sation et précipités sous forme d'un goudron (appelé goudron épais) ayant à environ 15 C une consistance variant de l'état de fluidité épaisse à l'état massif. Dans cette installation de condensation on ne recueille pas seulement ce goudron, mais aussi les poussières contenues dans les gaz de gueulard. Les vapeurs dégagées sont précipitées à l'état de goudron de grande fluidité dans une seconde installation de condensation.
Ce second goudron peut être traité d'une manière connue, par distillation fractionnée, pour être transformé en produits vendables comme par exemple la benzine, l'huile Diesel, etc. Par contre, le goudron épais est très fortement souillé par les poussières et dans les conditions ordinaires l'utilisation pratique de cette matière ne serait pas profitable. Cependant l'invention permet d'utiliser cette matière, du fait qu'on la mélange au minerai et au charbon avant la formation des briquettes. Le mélange doit obligatoirement être chauffé d'une manière connue et être alors transformé en briquettes dans des presses appropriées, par exemple des presses à cylindres.
Si les gaz de gueulard contiennent beaucoup'de poussières, ils doivent suivant une autre caractéristique de l'invention être envoyés dans une installation de dépoussiérage mécanique, de préférence une chambre de précipitation des poussières ou un ou plusieurs cyclones. Suivant la pré- sente invention, il suffit d'effectuer un dépoussièrage mécanique, attendu qu'on ne cherche pas ici à atteindre le degré maximum d'élimination des ' poussières des gaz de gueulard. La poussière restante peut notamment être éliminée purement et simplement dans la première phase de la condensation en même temps que le goudron.
Par suite de la faible hauteur du fourneau d'élaboration, on évite que les briquettes se ramollissent facilement, adhèrent entre elles et se cokéfient. Le chauffage des briquettes se fait notamment si rapidement qu'il se forme immédiatement une caracasse de coke à partir du charbon de houille et du goudron épais, ce qui confère aux briquettes une résistance , suffisante pour leur permettre d'arriver dans la partie inférieure du fourneau à un état compact et ferme. La quantité de goudron épais, qu'on emploie pour le briquetage est d'environ 4 à 8% du mélange total.
Sous un autre aspect de l'invention, on peut aussi employer un beaucoup plus grand nombre de combustibles que jusqu'à présent; on peut notamment utiliser de la houille impropre à la fabrication de coke métal- lurgique, comme par exemple le charbon à gaz ou le charbon à longue flamme.
Un autre avantage que procure l'invention réside dans le fait qu'on n'est plus obligé comme dans la fabrication du coke métallurgique d'employer du charbon de houille ayant subi une préparation poussée et présentant une teneur en cendres de 6 à 8% au maximum. La température des gaz de gueulard est poussée à haut pour que la condensation ne puisse se faire dans le gueulard du fourneau. On choisit de préférence un calibre de
C à 10 mm pour le minerai, le calibre de 0 à 3 mm étant particulièrement avantageux. Pour le charbon de houille le calibre de 0 à 5 mm est recomman- dable. Si ces deux produits ne se trouvent pas sous cette forme menue à
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l'état naturel, on devra les broyer avant le briquetage.
Dans le nouveau procédé, la réduction du minerai s'effectue dans des conditions tellement favorable qu'on peut dans la plupart des cas em- ployer de l'air froid au lieu du vent chaud. Dans ce cas particulièrement, il peut être très utile d'enrichir cet air d'oxygène jusqu'à une teneur de 35 à 40% en oxygène. Même alors, lorsqu' il est fait usage de vent chaud, il n'est souvent pas nécessaire d'employer le vent à la température habituelle- ment utilisée dans les hauts-fourneaux; il suffit de réchauffer le vent à des températures d'environ 500 au maximum.
Les bons résultats obtenus par le nouveau procédé, sont dus no- tamment à la régularité de la forme des éléments de la charge. La réduction se fait d'autant mieux que les morceaux sont plus petits et de forme plus régulière. D'autre part, pour des raisons d'ordre pratique général on ne doit pas rester au-dessous d'une grandeur déterminée; il se produirait sans cela facilement une obstruction du fourneau. Les dimensions optima des bri- quettes sont comprises entre 40 et 80 cm3 environ, pouvant aller jusqu'à 300 cm3 par exemple. Elles ont de préférence une forme ovoïde ou plus ou moins arrondie. Si le minerai n'est pas englobé dans les briquettes, on l'emploie sous forme de morceaux, donc par exemple sous forme de cubes de 35 mm de côté, pouvant descendre jusqu'à environ 10 mm de côté.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé pour l'élaboration métallurgique des minerais, et notamment des minerais de fer dans un haut-fourneau, caractérisé en ce que la hauteur de la charge mesurée à partir du plan des tuyères est d'environ 2 à 6 m, que le combustible est comprimé conjointement avec le minerai ou une partie du minerai sous forme de briquettes, qu'après leur introduction dans le haut fourneau, celles-ci sont soumises à l'élaboration métallurgique par l'emploi de vent chaud, que les gaz et les vapeurs extraits du fourneau sont traités dans une première installation de condensation où les vapeurs sont partiellement précipitées à l'état d'un goudron (appelé goudron épais) dont la consistance va de l'état de fluidité épaisse à l'état de goudron compact à 15 C,
tandis que les vapeurs qui s'en échappent sont précipitées dans une seconde installation de condensation sous forme d'un goudron de con- sistance liquide, et que le goudron épais est employé comme agglomérant pour- les briquettes.