Brevet FR2103413A1 — publié le 19720414

La présente invention concerne un procédé pour fabriquer des pellets (pastilles ou boulettes) solides à partir de 'matériaux se présentant sous la forme de grains fins, plus particulièrement à partir de minerais d'oxyde de fer. Suivant des procédés connus, plusieurs matières brutes qui se présentent sous la forme de grains fins,tellesque principalement les minerais et plus particulièrement les minerais de fer, sont préparées de telle manière pour leur transformation ultérieure, qu'après avoir subi éventuellement un enrichissement, par exemple par flotation, par séparation magnétique ou par séparation densimétrique ou gravimétrique, on les transforme en pellets. La pellétisation consiste, comme on le sait, à agglomérer les matières premières finement divisées et humidifiées par une opération de roulage sur des surfaces tournantes inclinées, par exemple dans un tambour de graflfllation ou sur un plateau de pellétisation.Les agglomérés de forme sphérique ainsi obtenus sont ensuite durcis par un traitement athermique, par exemple sur une'grille mobile. Pour le traitement thermique, on a déjà proposé de nombreux procédés dans lesquels on cherche à utiliser autant que possible le contenu calorifique des gaz chauds habituellement utilisés, étant entendu que l'on a déjà également suggéré d'obtenir un bilan thermique optimum du procédé de cuisson par une composition appropriée des pellets bruts (voir demande de brevet en Allemagne Fédéraleublié .sous le n9 14 33 339, K. Meyer, Stahl- und Eisen 82, 1962, page 147, G. von Struve et al Aufbereintungstechnik 7, 1966, page 355, K. Meyer, H. Rausch J. of metals, février 1958, page 129). En plus des mesures-prises et qui sont- -liéesdirecte- ment au bilan thermique du procédé de cuisson, ou qui servent à la protection du dispositif de cuisson, par exemple par un revêtement de la grille ou par l'emploi'dtune matière de protection des flancs, le séchage des pellets bruts pose un problème particulier. Habituellement, les pellets bruts qui sortent directement du procédé de pellétisation, présentent une faible résistance à la compression qui rend nécessaire un traitement avec ménagement soit dans le transport ou à l'étage de séchage.Dans le séchage notamment on rencontre la difficulté qui réside dans le fait que de l'humidité provenant dtune couche de la charge qui se trouve sur la grille mobile, se condense sur les couches voisines de pellets en provoquant en cet endroit un accroissement tel de l'humidité totale que celle-ci permet l'apparition d'une très forte dé-formation qui peut conduire à l'écrasement des pellets. Cet inconvénient se présente notamment dans le cas du séchage par courant aspirant1 car l'humidité se condense-sur les pellets inférieurs qui subissent la charge la plus élevée en raison de la hauteur importante de -la colonne de matière.Pour des charges qui s'étendent sur des hauteurs habituelles de 30 à 40 cm, 10 à 30 ,O/o des pollets se déforment principalement dans les couches inférieures, avec la conséquence que la matière cuite correspondante quitte le processus sous une forme non correctement durcie et doit être recyclée. Un inconvénient plus important que celui qui consiste dans la formation de poussières et dans la destruction des pellets, est la mauvaise perméabilité aux gaz de la charge irrégulière opérée sur ruban, et la forte teneur en poussière des gaz brûlés. On peut réduire le pourcentage de rebutset les conséquences qui y sont liées parades hauteurs de charge moindres, mais cela conduit à une diminution du rendement du dispositif de cuisson pour une surface de grille pré-déterminée, ainsi que la rentabilité générale de ltopération. Le second mode de séchage connu de la charge sur grille mobile par introduction de bas en haut des gaz chauds (sécha gesous pression) permet, il est vrai, de diminuer dans une -certaine mesure les inconvénients sus-mentionnés, car la condensation de l'humidité se fait sur des couches de pellets supérieures et par-conséquent plus faiblement chargées. Le séchage sous pression présente toutefois ltinconvénient important qui réside dans le-fait que par suite de-la présence d'emplacements non étanches entre la calotte et la grille mobile, de la poussiere et des odeurs se répandent dans une forte mesure.Par ailleurs, et en raison des températures plus élevées des gaz chauds (par opposition au séchage par courant d'air d'aspiration ces gaz n'ont pas encore-transmis à la charge leur chaleur), des soufflantes bien plus importantes, ou un plus grand nombre-de soufflantes est nécessaire. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients sus-mentionnés7 rre conservant que les avantages des principes opératoires dêcrìts sans en retenir leurs incon venients. L'invention concerne un-procédé pour. fabriquer des pellets solides à partir de matières qui se présentent sous la forme de grains f-i-ns, plus particulièrement à partir de minerais d'oxyde de fer, par formation de pellets bruts ainsi que par séchage suivant le procédé par courant dtaspiration et par cuisson sur une grille mobile, et elle est-essentiellement caractérisée par le fait que les pellets bruts sont chargés, dans la zone de séchage, au moins en deux endroits situés l'un après- l'autre~ dans la direction du déplacement de la grille mobile. Pour la mise en oeuvre du procédé on amène, à lten- trée de la grille mobile, au moyen de dispositifs de chargement habituels tels que transporteurs à rouleaux, transporteurs à ruban ou une combinaison de ces deux moyens, une partiede la charge totale prévue. La charge passe par un premier étage du séchage par courant d'air aspirant, dans lequel a déjà lieu un abaissement considérable de- l'humidité. En- raison de la faible épaisseur de la couche, aucune condensation nta pratiquement lieu. Après le premier-étage de séchage, on amène, par un second système d'alimentation, la seconde partie de la charge. La charge placée en-deux parties sur la grille arrive au second étage de séchage. C'est là qu'a'lieu I'évacuation de l'humidité de la couche mise en place en second lieu. zone condensation de l'humidité sur la charge déposée en premier ne peut avoir lieu car sa température, provenant du premier étagede séchage, se situe au-dessus du point de condensation dès"gaz qui sortent de la couche supérieure. La subdivision de la charge se fait de telle façon qu'au premier point de chargement on dépose 1/3'a 2/3-de la charge totale de pellets. Le restant de la charge est déposé au moyen du s-econd dispositif d'alimentation qui se situe avantageusement à une distance telle du premier, que l'ôndispose d'une durée de séchage de 2 à 4 minutes pour la charge déposée en premier. Suivant un mode d'exécution préféré de l'invention, on utilise dans les deux zones de séchage des gaz chauds ayant une température de 200 à 3500C. En règle générale une alimentation en pellets en deux étages est suffisante. Dans des-cas particuliers, par exemple lorsque l'on prévoit une charge totale très haute, on peut déposer les pellets également en trois endroits qui-tse -situent lsün derrière l'autre dans la direction du déplacement de la grille mobile. Dans ce genre de cas il faut ve-iller à ce que les avantages qui pourraient résulter de l'utilisation d'un troisième poste d'alimentation ne compensent pas, par suite de l'appareillage complexe à mettre en oeuvre, l'avantage obtenu par l'invention. Pour le reste on utilise les mesures habituelles pour les procédés de cuisson des pellets. Ainsi, on peut charger pour protéger la grille, une matière de revêtement de celle-ci ainsi qu'une matière pour la protection des flancs. Le durcissement des pellets peut se faire sur une grille mobile qui passe par une zone de préchauffage, une zone de cuisson, une zone de post-cuisson et deux zones de refroidissement, le refroidissement se faisant par introduction des gaz de refroidissement de bas en haut et les gaz de combustion de la première zone de refroidissement étant amenés directement, et sans l'aide d'une soufflante, à la zone de chauffage, à la zone de cuisson et à la zone de post-cuisson. Le gaz résiduaire provenant de la seconde zone de refroidissement peut être utilisé pour le séchage des pellets conformes à l'invention. L'invention sera explicitée à l'aide du dessin schématique annexé d'un dispositif de séchage par aspiration à deux paliers ainsi qu'à l'aide des exemples d'exécution suivants. La grille mobile 1 de la machine représentée et servant à fabriquer des pellets, se déplace dans la direction de la flèche à travers la zone de séchage, de cuisson et de refroidissement. A l'aide d'un dispositif d'alimentation qui permet un traitement avec ménagement, on dépose sur la grille, au point 2, une première couche de pellets bruts. Cette charge traverse la première zone de séchage 3 dans laquelle les pellets sont séchés suivant le procédé par courant à succion, à l'aide de gaz chauds provenant de la seconde zone de refroidissement 4. Le deuxième chargement de pellets bruts s'opère en 5. A partir de cet endroit, les pellets arrivent dans la seconde zone ou au second étage de séchage 6 dans lequel s'opère en particulier le sechage de la couche de pellets qui a été déposée en dernier. La charge, après avoir quitté la zone de séchage, traverse de manière connue la zone de chauffage 7, la zone de cuisson 8, la zone de post-cuisson 9, le premier étage de refroidissement 10 et le second'étage de refroidissement 4. Le passage des gaz dans la direction indiquée par les flèches est'assuré par des soufflantes 11, 12 et 13. Exemple d'exécution On a procédé à un essai comparatif- avec le durcissement habituel de pellets par séchage dans-le cadre-d'une charge déposée globalement. Le dispositif de séchage et de cuisson utilisé était une cuvette de cuisson de laboratoire qui a été alimentée avec des pellets de 10 à 15 mm de diamètre préparés de la façon habituelle avec du minerai de magnétite (oxyde magnétique). La hauteur totale de la charge était de 30 cm, la charge étant déposée globalement dans l'un des essais, alors que dans l'autre essai elle a été déposée en deux parties avec, dans chacune de cellesci, une hauteur de charge de 15 cm. Dans les deux cas on a d'abord procédé à un séchage de 2 minutes avec un gaz chaud d'environ 250 C, une différence de pression de 200 mm de colonne d'eau.Dans le cas de l'essai avec le dépôt global de la charge de pellets, on a chauffé immédiatement après à une température de cuisson de 13200C, alors que dans le cas du dépôt de la charge en deux étapes, ce chauffage a été opéréaprès le second dépôt. La durée totale jusqu'à obtention de la température de cuisson maxima était dans les deux cas de 7 minutes. Les résultats obtenùs dans ces deux essais comparatifs ressortent du tableau ci-dessous. Genre de dépôt Couche enlevée par Pourcentage de pellets frottement déf-ormé s C 5 mm 6 mm en deux étapes 2,6 2,4 5 o ó global 3,2 2,8 20 - 25 ,%' Le pourcentage de pellets déformés a été déterminé en comptant les pellets pourvus de crevasses qui étaient dues à la déformation. Si l'on tient compte du fait que des pellets présentant des crevasses ou des fissures conduisent, dans-le traitement ultérieur, par exemple dans un haut-fourneau, à une couche trop importante enlevée par frottement, ou à une fragmentation des pellets, le rendement en pellets parfaits se situe, lorsqu"on utilise le procédé conforme à l'invention, à 31,2 tonnes/jour/m et dans le cas de l'utilisation des procédés connus å 24,0 tonnes/jourlm R B V 2 N D I C A T I O N S 1.. Procédé pour préparer des pellets solides à partir de matières se présentant sous la forme de grains fins, plus particulièrement à partir de minerais d'oxyde de fer par formation de pellets bruts ainsi que par séchage d'après le procédé par courant d'aspiration et cuisson sur une grille mobile, caractérisé par le fait que les pellets bruts sont chargés ou déposés, dans la zone de séchage, au moins en deux points situés l'un derrière l'autre dans la direction du déplacement de la grille mobile. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on dépose au premier poste de chargement 1/3 à 2/3 de la charge totale de pellets. 3. Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le séchage est opéré avec un gaz chaud porté à une température de 200 à 3500C. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la seconde charge de pellets est opérée après un séchage de 2 à 4 minutes de la charge de pellets opérée en premier.