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TRAITEMENT METALLURGIQUE DES MINERAIS ET NOTAMMENT DES. MINERAIS DE FER.
La présente invention vise à mettre à la disposition de l'hom- me du métier un procédé perfectionné pour l'élaboration ou traitement métal- lurgique des minerais et spécialement 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. La raison en est qu'il est désirable d'assurer une ré- duction indirecte aussi grande que possible de l'oxyde de fer et d'utiliser dans la plus forte mesure la chaleur des gaz du four qui se dégagent dans la zone de réduction et dans la zone de fusion.
Toutefois la grande hauteur de la charge a pour conséquence de soumettre à une très grande pression les parties inférieures de la charge, de telle sorte que celle-ci doit être très résistante; d'autre part, il faut que la charge soit composée de morceaux d'un calibre suffisamment fort pour permettre un passage convenable et régu- lier du vent. Lorsqu'on emploie des fines de minerais on peut répondre à cette condition en les faisant agglutiner ; en ce qui concerne les combustibles, on est obligé d'employer le coke métallurgique, c'est-à-dire un coke de très fort calibre et très compact. Le procédé connu nécessite donc un fourneau très coûteux et une préparation spéciale du minerai menu de même que du com- bustible par un chauffage élevé.
. La présente invention permet d'éviter ces inconvénients, en transformant en briquettes un combustible de petit calibre, de la houille par exemple, mélangé à des fines de minerais avec un liant, tel que la chaux, l'argile, la marne ou du brai, par exemple, en chargeant ces briquettes dans un fourneau, en ménageant entre les orifices des tuyères à vent qui se font face une distance égale ou inférieure à 3 m. environ, en donnant à la charge une hauteur de 2 à 6 m. environ depuis les tuyères jusqu'à la partie supérieu- re,en soumettant les briquettes au traitement métallurgique ainsi qu'à la fusion avec emploi de vent chaud et en extrayant des gaz s'échappant du gueu- lard les goudrons lourds par condensation ou d'une manière analogue.
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Suivant,une forme d'exécution avantageuse de l'invention, le fourneau est établi de telle manière qu'il présente une section carrée ou rectangulaire, dont deux côtés se faisant face ont une longueur ne dé- passant pas intérieurement 2 m. environ, et que, dans le cas où la section est rectangulaire, la majorité ou la totalité des tuyères sont disposées sur le long côté du rectangle. Si la section est rectangulaire, deux des côtés du rectangle présentent donc intérieuremènt une longueur égale ou inférieure à 2 m. environ, tandis que les deux autres côtés sont plus longs.
La faible distance entre les ouvertures des tuyères offre le grand avantage que le vent peut pénétrer d'une façon positive jusqu'au milieu du fourneau et atteindre ainsi toutes les particules de combustible, ce qui est très important lorsque la charge a une faible hauteur. La péné- tration du vent est aussi facilitée par le fait que la charge est composée d'éléments de calibre uniforme.
Suivant l'invention le traitement métallurgique du;minerai ' est en même temps combiné avec la carbonisation du combustible introduit.
Cette carbonisation se produit à la partie supérieure du fourneau. Par suite de la très faible hauteur de ce dernier on peut aussi se servir pour le briquetage d'un liant qui a une tendance au ramollissement, comme le brai par exemple. Il est avantageux de maintenir la hauteur de la charge du four aussi faible que possible, et notamment de ne donner à la charge que la hauteur suffisante pour que la carbonisation qui se produit dans la zone supérieure du fourneau,de même que la réduction et la fusion de la zone inférieure puissent encore s'effectuer efficacement.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, on peut aussi mettre à la disposition de l'homme du métier un choix decombustible notablement plus vaste que jusqu'à présent ; ainsi, on peut notamment employer de la houille qui est impropre à la fabrication'du coke métallurgique, comme par exemple du charbon à gaz ou du charbon à longueur flamme.
Comme combustible, les houilles viennent en première ligne.
On peut aussi employer d'autres combustibles compacts, tels que le lignite par exemple, et celui-ci de préférence après avoir réduit la teneur en eau du lignite brut par dessication. On peut par exemple employer le lignite du Bassin de Cassel ou de Tchécoslovaquie. En outre, il est pos- sible d'utiliser les charbons de houille de formation plus récente de la Yougoslavie, qui se trouvent à la limite entre la houille et le lignite.
Enfin, on peut aussi employer de la tourbe desséchée. Tous ces autres com- bustibles peuvent être employés soit séparément soit conjointement avec un agglomérat provoquant la cokéfaction ou en mélange avec de la houille, et de préférence avec de la houille cokéfiante. Dans ce dernier cas, on peut rédui- re la quantité d'agglomérant, car la cohésion de la briquette est alors as- surée en majeure partie par la propriété cokéfiante de la houille.
On choisit de préférence pour le minerai un calibre de 0 à 10 mm. mais de préférence un calibre de 0 à 3 mm. Pour la houille un calibre de O à 5 mm. est recommandable. Dans le cas où ces deux éléments ne se trou- vent pas sous cette forme menue à l'état naturel, on doit les pulvériser avant le briquetage.
Il n'est pas nécessaire dans tous les cas de transformer com= plètement en briquettes le minerai à soumettre au traitement métallurgique.
Au contraire, dans des cas appropriés, on peut charger une partie du minerai en morceaux dans le fourneau. On choisit alors avantageusement du minerai en morceaux d'un calibre correspondant à peu près aux dimensions des briquet- tes.
Comme grandeur des briquettes on ne dépassera de préférence pas 300 cm3et il est alors particulièrement avantageux de leur choisir un volume de 40 à 80 cm3 environ.
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Dans le nouveau procédé la réduction se fait dans des con- ditions si favorables qu'on peut dans beaucoup de cas employer au lieu de vent chaud de l'air qui n'a pas été chauffé. En particulier;, il peut être très utile d'ajouter de l'oxygène à cet air, jusqu'à ce que la teneur en oxygène soit de 35 à 40% environ. Même lorsqu'on emploie de l'air chaud, il n'est souvent pas nécessaire d'employer la haute température habituelle- ment adoptée dans les hauts-fourneaux; il suffit alors de chauffer le vent, jusqu'à une température maximum de 500 environ.
On peut aussi utiliser comme liant de briquetage de la chaux éteinte. Les briquettes peuvent alors être soumises à des gaz contenant du CO2 pour assurer leur dessiccation et leur prise avant d'être chargées dans le fourneau. Lorsqu'on choisit de l'argile ou de la marne comme liant, il faut broyer cette matière finement avant de la mélanger aux éléments consti- tutifs des briquettes.
Pour pouvoir développer complètement leur pouvoir liant lors du briquetage, elles doivent être employées à l'état humide, c'est-à-dire avec une teneur d'environ 6 àss 10% en eau, et ces briquettes doivent par conséquent aussi être desséchées avant d'être chargées dans le tourne au
La température des gaz au gueulard doit être poussée au point d'éviter une condensation des goudrons de la carbonisation dans le gueulard du fouro
REVENDICATIONS.
1.- Procédé de traitement métallurgique des minerais, et notamment des minerais de fer dans un fourneau, caractérisé en ce qu'on agglo- mère en briquettes un combustible menu tel que la houille, par exemple, con- jointement avec des fines de minerais et un liant, comme la chaux, l'argile, la. marne ou le brai par exemple, qu'on charge ces briquettes dans le fourneau, que les orifices des tuyères à vent se faisant face sont séparés par une dis- tance égale ou inférieure à environ 3 m., que la hauteur de la charge depuis les tuyères à vent jusqu'au sommet est d'environ 2 à 6 m., que les briquettes sont soumises au traitement métallurgique ainsi qu'à la carbonisation et que les goudrons de la carbonisation sont extraits par condensation ou d'une ma- nière équivalente des gaz sortant du gueulard.
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METALLURGIC TREATMENT OF ORES AND IN PARTICULAR. IRON ORE.
The present invention aims to provide those skilled in the art with an improved process for the production or metallurgical treatment of ores and especially of iron ores. In the current state of the steel industry, blast furnaces are used, the load of which has a height of 20 to 30 m. This is because it is desirable to ensure as great an indirect reduction as possible of the iron oxide and to utilize to the greatest extent the heat of the furnace gases which are given off in the reduction zone. and in the fusion zone.
However, the great height of the load has the consequence of subjecting the lower parts of the load to very great pressure, so that the latter must be very resistant; on the other hand, the load must be made up of pieces of a sufficiently strong caliber to allow a suitable and regular passage of the wind. When we use mineral fines we can respond to this condition by making them agglutinate; with regard to fuels, we are obliged to use metallurgical coke, that is to say a coke of very large size and very compact. The known process therefore requires a very expensive furnace and special preparation of fine ore as well as fuel by high heating.
. The present invention makes it possible to avoid these drawbacks, by transforming into briquettes a small caliber fuel, for example coal, mixed with mineral fines with a binder, such as lime, clay, marl or pitch. , for example, by loading these briquettes in a furnace, by leaving between the openings of the air nozzles which face each other a distance equal to or less than 3 m. approximately, giving the load a height of 2 to 6 m. approximately from the tuyeres to the upper part, subjecting the briquettes to metallurgical treatment as well as to melting with the use of hot wind and extracting from the gases escaping from the mouth the heavy tars by condensation or 'in an analogous way.
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According to an advantageous embodiment of the invention, the furnace is established in such a way that it has a square or rectangular section, two sides of which facing each other have a length which does not exceed 2 m internally. approximately, and that, in the case where the section is rectangular, the majority or all of the nozzles are arranged on the long side of the rectangle. If the section is rectangular, two of the sides of the rectangle therefore have an interior length equal to or less than 2 m. approx, while the other two sides are longer.
The small distance between the openings of the nozzles offers the great advantage that the wind can penetrate positively to the middle of the furnace and thus reach all the fuel particles, which is very important when the load has a low height. Wind penetration is also facilitated by the fact that the load is composed of elements of uniform caliber.
According to the invention the metallurgical treatment of the ore is simultaneously combined with the carbonization of the fuel introduced.
This charring occurs at the top of the furnace. Due to the very low height of the latter, a binder which has a tendency to soften, such as pitch for example, can also be used for briquetting. It is advantageous to keep the height of the furnace charge as low as possible, and in particular to give the charge only sufficient height for the carbonization which occurs in the upper zone of the furnace, as well as the reduction and melting of the lower area can still take place effectively.
According to another characteristic of the invention, it is also possible to make available to those skilled in the art a choice of fuel which is notably wider than hitherto; thus, it is in particular possible to employ hard coal which is unsuitable for the manufacture of metallurgical coke, such as, for example, gas coal or flame length coal.
As fuel, coal comes first.
It is also possible to use other compact fuels, such as lignite for example, and this preferably after having reduced the water content of the crude lignite by desiccation. For example, lignite from the Cassel Basin or from Czechoslovakia can be used. In addition, it is possible to use the more recently formed coal coals from Yugoslavia, which lie on the borderline between hard coal and lignite.
Finally, you can also use dried peat. All of these other fuels can be used either separately or in conjunction with an agglomerate causing coking or in admixture with coal, and preferably with coking coal. In the latter case, the quantity of binder can be reduced, since the cohesion of the briquette is then provided for the most part by the coking property of the coal.
A size of 0 to 10 mm is preferably chosen for the ore. but preferably a caliber of 0 to 3 mm. For coal, a caliber from 0 to 5 mm. is recommendable. If these two elements are not found in this small form in their natural state, they must be pulverized before briquetting.
It is not necessary in all cases to completely transform the ore to be subjected to metallurgical treatment into briquettes.
On the contrary, in appropriate cases, part of the lumpy ore can be loaded into the furnace. Ore is then advantageously chosen in pieces of a size corresponding approximately to the dimensions of the briquettes.
As the size of the briquettes, it is preferable not to exceed 300 cm3 and it is then particularly advantageous to choose a volume of them of approximately 40 to 80 cm3.
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In the new process the reduction takes place under such favorable conditions that in many cases air which has not been heated can be used instead of hot blast. In particular, it can be very useful to add oxygen to this air, until the oxygen content is about 35 to 40%. Even when hot air is used, it is often not necessary to employ the high temperature usually adopted in blast furnaces; it suffices to heat the wind, up to a maximum temperature of around 500.
Slaked lime can also be used as a briquetting binder. The briquettes can then be subjected to gases containing CO2 to ensure their drying and setting before being loaded into the furnace. When choosing clay or marl as a binder, this material must be finely ground before it is mixed with the components of the briquettes.
In order to be able to fully develop their binding power during briquetting, they must be used in the wet state, that is to say with a content of about 6 to 10% water, and these briquettes must therefore also be dried. before being loaded into the turn
The temperature of the gases at the top must be pushed to the point of avoiding condensation of the carbonization tars in the top of the oven.
CLAIMS.
1.- A method of metallurgical treatment of ores, and in particular of iron ores in a furnace, characterized in that a small fuel such as coal, for example, is agglomerated in briquettes, together with mineral fines and a binder, such as lime, clay, la. marl or pitch for example, that these briquettes are loaded into the furnace, that the openings of the facing blast nozzles are separated by a distance equal to or less than about 3 m., that the height of the load from the wind tuyeres to the top is about 2 to 6 m., that the briquettes are subjected to metallurgical treatment as well as to charring and that the tars from charring are extracted by condensation or in a manner equivalent of the gases leaving the throat.