Brevet FR2103650A1 — publié le 19720414

i 2103650 L'invention concerne un procédé pour la fabrication de boulettes de minerai cuites dans lequel le minerai lors des traitements consécutifs est d'abord broyé, est ensuite mélangé avec un liant et est ensuite humidifié, après quoi, le mélange 5 ainsi obtenu est transformé en boulettes qui sont cuites dans une zone de cuisson. En tant que matière de charge pour les hauts-fourneaux, le minerai usuel en gros morceaux et fritté est de plus en plus remplacé par des boulettes de minerai cuites. Il s'avère que, 10 de cette façon, la capacité d'un haut-fourneau peut être accrue, pendant qu'il est, de plus, possible de réaliser voie économie dans la quantité de coke utilisée. On obtiént les meilleurs résultats si les boulettes de minerai présentent un degré élevé en ce qui concerne l'uniformité de forme et de dimensions et si elles sont 15 débarrassées, dans une mesure considérable, des poussières de minerai et des particules grossières de minerai broyé pendant la fabrication des boulettes. C'est ainsi, qu'il est de pratique courante, après calcination ou cuisson des boulettes de minerai, de cribler le produit ainsi obtenu. De cette façon, les particules ne constituant 20 pas de bonnes boulettes sont séparées et peuvent être broyées de nouveau dans un broyeur distinct pour donner une matière fine qui-peut être ramenée au minerai emmagasiné pour l'envoyer au procédé de fabrication des boulettes. On a aussi proposé d'envoyer de telles fractions de particules broyées, séparées par criblage.- comme n'é- de-7 25 tant pas des bonnes boulettes à une installation/frittage de minerai si celle-ci est également disponible. Pendant tout le procédé de fabrication des boulettes de minerai un résidu est aussi libéré dans d'autres régions. Ceci est particulièrement le cas après mise en forme ou formation des 30 boulettes de minerai à partir d run mélange humidifié de poussière de minerai ou de fleur de minerai (ore flour) avec un liant. Cette formation des boulettes de minerai peut se faire dans des tambours rotatifs ou sur plateaux creux (dishes) rotatifs. Dans les deux systèmes, une partie des boulettes de minerai mises en forme 35 s'écarte des dimensions et une partie des boulettes de minerai à une cohérence insuffisante, si bien qu'il est impossible de les acheminer sans dommage à l'installation de cuisson. Etant donné ce qui précède, un criblage â lieu avant que soit atteint, le four de cuisson si bien que les boulettes qui sont^/petites et les boulet-40 tes brisées de minerai non cuites sont séparées des bonnes non 71 31517 2 2103650 cuites dites boulettes vertes. Dans la plupart des cas, ce criblage a lieu en amenant le courant de boulettes au-dessus d'une grille à rouleaux comportant des rouleaux tournants excentrés, qui se comporte comme un tamis pour toutes les fractions ayant des 5 dimensions différant de celles dés bonnes boulettes de minerai. Lé criblage après là mise en forme des boulettes a pour avantage que la perméabilité du lit de boulettes de minerai dans le four de cuisson et l'uniformité de cette perméabilité se trouvent favorisées. Ceci accélère non seulement le procédé de 10 cuisson et par la suite le refroidissement des boulettes de minerai, mais encore le contrôle de ce procédé se trouve simplifié du fait que les écarts de perméabilité du lit de boulettes sont plus faibles. Le courant de retour provenant de l'installation de criblage, qui crible la matière après la mise en forme des boulet-15 tes aboutit souvent à l'alimentation latérale de cette installation de mise en forme. XI est possible qu'un autre courant de retour se produise au cours du chauffage ou au cours de la période de réglage tendant vers un fonctionnement optimal de l'installation. Ceci 20 est vrai dans le cas qui se présente au cours d'un passage à une autre qualité des boulettes à fabriquer. Dans un tel cas, il s'écoule un laps de temps au cours duquel il se forme des boulettes de minerai qui ont une qualité différant à la fois de celle des boulettes faites avant et de celle des boulettes faites après le 25 passage. Cet écart de. qualité peut être dû à un écart de composition, par exemple un écart de teneur en humidité, mais aussi à un écart de forme ou de densité de la matière. Dans tous ces cas, il n'est pas inopportun que les boulettes de minerai "humides" vertes formées soient amenées au four de cuisson. En conséquence, dans 30 un grand nombre de cas, on prévoit la possibilité de guider le produit de l'installation de mise en forme momentanément à l'extérieur du système, par exemple jusqu'à des lits de stockage pour le minerai frais. Il s'avère que les procédés habituels soit pour ra-35 mener dans le procédé de telles fractions séparées du courant principal de minerai, soit pour les faire dévier vers une autre destination présentent des inconvénients. Un inconvénient majeur réside dans le fait que 1'alimentation de retour aux différentes zones, dans le procédé, fait qu'il est nécessaire de disposer de différents trajets de courant de retour dinstincts avec~tous les 71 31517 3 2103650 transporteurs etc.oo nécessaires à cet effet. Ceci peut donner naissance à des complications considérables en ce qui concerne l'agencement de toute l'installation et dans le contrôle de celle-ci en cours de fonctionnement. En installant un broyeur distinct 5 pour le courant de retour en un point situé en aval du four de cuisson cela entraîne un investissement supplémentaire coûteux et l'envoi de cette matière à une installation de frittage est susceptible de restrictions considérables dans l'applicabilité et est même souvent totalement impossible. 10 Antérieurement, on a proposé de ramener à l'instal lation de mise en forme, la matière séparée par criblage après la mise en forme des boulettes. Toutefois, des variations dans la quantité de cette matière séparée par criblage donne des variations en quantité et en qualité du courant de matière amené à 15 l'installation de mise en forme, ce qui donne naissance à des instabilités et à desdifficultés dans tout le procédé. En particulier, des différences dans le courant de matière provenant de l'installation de mise en forme peuvent également donner naissance à une variation dans le chargement àe /matière au f our de cuisson, qui 20 à son tour affecte de façon nuisible le procédé de cuisson lui-même et ainsi la qualité des boulettes de minerai calcinées. Antérieurement, on a également suggéré en ce qui concerne les boulettes de minerai mises en forme non calcinées ou vertes,comportant des écarts de qualité de les ramener au parc 25 à minerai où le minerai frais est stocké. En raison de ce qui précède, la présente invention vise à line considérable simplification en ce qui concerne tous ces courants de retour possibles de matière. A cet égard, l'invention vise également à obtenir une plus grande stabilité dans le 30 procédé et davantage d'uniformité du produit final cuit. A cet égard, l'invention est caractérisé par le fait que dans un procédé tel que celui exposé dans le préambule, tous les courants de matière séparés du courant rectiligne principal de minerai traversant l'installation, sont réunis et combinés et 35 sont ensuite envoyés à l'installation de broyage. Ceci fait qu'il es^ possible d'utiliser un système de transport simple pour acheminer tous les courants de retour. Etant donné que la matière de retour est collectée dans les trémies de stockage de l'installation de broyage, il est ainsi possible d'éliminer toute instabilité se 40 présentant dans le procédé de l'installation de mise en forme 71 31517 4 2103650 dans laquelle les boulettes vertes sont mises en forme. Il est possible que le procédé objet de l'invention expose ci-dessus pennette également de limiter la complexité de l'installation si on applique un système dx^/broyage humide* 5 Toutefois, dans ce cas, on risque que la quantité variable de matière entraîne une perturbation dans le procédé de broyage. Ceci peut être évité et les meilleurs résultats peuvent être obtenus si, conformément au mode de réalisation préféré du procédé objet de l'invention, le broyage a lieu conformément à un système dit de 10 broyage à sec fermé et dans lequel également, avant ou pendant le début de l'opération de broyage, il est effectué un séchage supplémentaire du courant de matière. Un tel séchage peut, par exemple, avoir lieu dans un séparateur pneumatique (windsifter) avant l'amenée de la matière à l'installation de broyage, ou dans une étuve 15 qui fait partie d'un appareil de broyage. Si cette amenée a lieu dans le séparateur pneumatique la matière déjà broyée se trouve séchée et il est ainsi possible de la séparer l—ifrliatement de façon aisée. Si la matière est amenée à l'appareil de broyage lui-même comportant une chambre 20 de séchage ou moyen analogue, cette matière est aussi immédiatement déchargée, après séchage par le courant de gaz maintenu dans l'appareil. Ainsi, cette matière à séparer n'est pas elle-même soumise au broyage et ainsi le contrôle des appareils de broyage n'est pas perturbé. 25 A cet égard, un système de broyage fermé est un sys tème dans lequel la matière à broyer est amenée en un courant de matière qui circule à travers un dispositif de broyage et un séparateur et dans lequel les fractions broyées les plus fines, sont séparées de la matière en circulation dans le séparateur et sont 30 éliminées du courant de matière en circulation. Dans de nombreux cas, il est possible d'utiliser tin cyclone à gaz comme séparateur dans une telle installation. On. a déjà remarqué qu'il est possible d'appliquer un système de broyage humide. Dans ce cas, il est possible de 35 ramener à la fois le courant de retour déjà cuit (retour cuit) et le courant de retour de matière non cuite humide (courant humide) à une installation assurant le broyage humide. Comme séparateur il serait, aans ce cas, possible d'utiliser dans un système de broyage fermé , tin jeu d'hydrocyclones ou de cyclones à liquide, 40 dans lequel le retour humide serait amené à la suspension qui 71 31517 5 2103650 passe à travers lesdits cyclones. Ainsi, les fractions déjà fines dans le retour humide, se trouvent maintenues à l'extérieur du courant de matière utile circulant à travers les appareils de broyage. 5 Toutefois, le courant de retour de matière cuite, constitue avec un tel procédé un problème considérable.Le retour de cette matière dans les appareils de broyage entraîne de sérieuses difficultés. Il en est ainsi parce que dans ces appareils de broyage utilisant tan procédé de broyage humide, l'effet du broyage 10 sur le courant de retour de matière cuite est très faible. Il se produit ainsi une accumulation de matière cuite ramenée dans les appareils de broyage, ce qui entraîne de fréquentes perturbations du procédé, surtout par colmatage ou par excès de remplissage de ces derniers. Il y a lieu de remarquer qu'il est possible que 15 des variations considérables se produisent dans la quantité de matières séparées par criblage après l'installation de cuisson. Ceci pourrait avoir pour conséquence que le courant de retour de cette matière entraîne des variations assez considérables dans la qualité, dans l'écoulement de la plus grande partie de la 20 matière et du produit, de telles variations étant de courte durée. Il s'est avéré que, conformément à l'invention, on peut éviter cet inconvénient d'abord en collectant la matière cuite séparée par criblage à ramener dans des trémies de stockage et, ensuite, en la mesurant, à partir desdites trémies intercalées dans le courant 25 de retour aboutissant à l'installation de broyage. r dans une proportion constante par rapport au courant de minerai "frais" envoyé à ladite installation de broyage. Ce système de mesure peut être réglé de façon telle que, dans le cas d'une grande quantité inattendue de matière cuite 30 séparée par criblage une partie de cette matière, est déchargée desdites trémies comme trop-plein par exemple à une machine de frittage. En règle générale, toutefois, cette dernière mesure n'a pas à être prise. On va maintenant décrire plus en détail la présente 35 invention, en se référant au dessin annexé qui illustre un mode de réalisation préféré du procédé conforme à l'invention. Sur ce dessin î la figure 1 représente un schéma de circulation de ce mode de réalisation préféré et 71 31517 6 2103650 la figure 2 représente plus ou moins schématiquement une partie de l'appareil utilisé dans ce procédé : Sur la fig. 1, on a représenté la chaîne de fabrication à partir du minerai jusqu'aux boulettes de minerai incluses, 5 en tant que produit final prêt à être envoyé au haut-fourneau, sous forme d'un certain nombre d'opérations de production se déroulant en séries et représentées de haut en bas. Le minerai est amené depuis le parc à minerai OT jusqu'à des trémies de stockage à partir desquelles il est envoyé à l'installation de broyage. 10 Cette installation fonctionne conformément au principe de broyage à sec, ce qui fait qu'elle comprend également une zone de séchage DZ. Cette zone de séchage peut être entièrement ou en partie réunie structurellement aux appareils de broyage G. Ensuite, on ajoute un agent liant BA au minerai broyé et mélangé avec celui-ci 15 dans des mélangeurs Un agent liant, qui est souvent utilisé comme liant pour un minerai fin, est constitué par une argile de type collant connue, telle que la bentonite. Surtout au cours de l'opération de mélange, le mélange est également humidifié par de l'eau, ce qui fait qu'on obtient une masse triturable. 20 Cette masse est envoyée à l'installation de formation F des boulettes, dans laquelle des boulettes de minerai dites humides ou vertes sont formées dans des tambours de mise en forme ou sur des plateaux bombés de mise en forme. Ces boulettes vertes sont envoyées à l'installation de cuisson B au-dessus d'un crible S^, se présentant 25 sous la forme d'une .grille à rouleaux mobile et dans cette installation de cuisson B elles forment un lit de boulettes sur tin crible S^ qui se déplace de façon continue à travers le four de cuisson. Après passage dans le crible S2, derrière cette machine, les boulettes de minerai calcinées peuvent être déchargées dans 30 un espace de stockage en tant que produit final PP. Il y a lieu de remarquer que le schéma de circulation décrit comprend des appareils de broyage, des mélangeurs, des appareils de mise en forme, des tamis ou des cribles et des fours de cuisson qui sont en général connus dans la technique de fabrication des boulettes de 35 minerai, ce qui fait qu'il n'est pas nécessaire de donner une description plus détaillée de tels appareils. Sur le schéma de circulation on a désigné les trois courants de retour par les références 1, 2 et 3 se rapportant respectivement aux boulettes de minerai vertes DOP, dont le type 40 s'écarte en dimensions ou en composition, aux boulettes de minerai 71 31517 7 2103650 vertes broyées BOP et à la matière provenant de l'installation de cuisson et séparée par criblage des boulettes après cuisson. Comme on l'a fait remarquer précédemment, le courant de retour 1 des boulettes de minerai vertes s'écartant du type recherché se 5 produit essentiellement au cours du démarrage et du réglage jusqu'aux conditions optimales du procédé de mise en forme dans un dispositif de bouletage ou au cours du passage à un autre produit. Le produit du courant de retour qui provient du crible derrière la machine de cuisson est d'abord envoyé à des trémies intermé-10 diaires H^. De ces trémies, cette matière est ensuite transportée, sous forme d'un courant de retour 4 mesuré de façon précise par des appareils de mesure M^. Les courants de retour 1, 2 et 4 sont réunis en un seul courant de retour 5, qui est envoyé aux trémies de stockage 15 dans lesquelles le minerai provenant du parc à minerai OY est d'abord envoyé au début du procédé. La mesure du courant de retour 4 a lieu en fonction du courant de matière passant du parc à minerai OY auxdites trémies de stockage,mesure pour laquelle un signal 6 est utilisé. De cette 20 façon, il est possible d'obtenir que le retour dit cuit soit ramené dans le courant, à travers l'installation, en une quantité qui est dans un rapport constant avec la quantité de minerai envoyé à l'installation de fabrication. Ceci réduit au minimum l'influence de ce retour cuit sur la qualité du produit final. La 25 chaîne 7 indique un trop-plein OF aboutissant, par exemple à la machine de frittage, si la quantité de retour cuit est d'une importance inattendue» La figure 2 représente schématiquement une partie du dispositif utilisé pour la mise en oeuvre du procédé conforme 30 à l'invention. La référence 8 désigne une trémie de stockage, dans laquelle est amené tin courant de minerai 13 en provenance d'un parc à minerai. De cette trémie, un courant de minerai l4 parvient à une chambre de séchage 10 qui fait partie d'un broyeur à boulets 9» qui est partiellement rempli de boulets 11. Le produit 35 broyé 15 est envoyé à un cyclone à air 12 dans lequel la séparation a lieu entre matière fine et matière grossière. La matière fine 17 est envoyée à des mélangeurs qui ne sont pas représentés, la matière grossière est ramenée dans un courant 16 dans la chambre de séchage 10. Celle-ci est chauffée en y soufflant un gaz de 71 31517 2103650 combustion, qui est engendré dans une chambre de combustion distincte (non représentée) en y brûlant un combustible gazeux. 71 31517 9 2103650 REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de boulettes de minerai calcinées ou cuites dans lequel au cours d'opérations consécutives le minerai est broyé, est ensuite mélangé avec un agent liant, 5 puis est humidifié, enfin le mélange ainsi obtenu est transformé en boulettes de minerai cuites dans une zone de cuisson, ce procédé étant caractérisé par le fait qu'au cours de sa mise en oeuvre des parties sont séparées d'avec le courant de matière au cours de ces divers traitements, à savoir, des boulettes de mine- 10 rai mises en forme de composition différente et de matière de dimensions s'écartant de celles séparées, par tamisage, d'avec le courant de boulettes de minerai mises en forme, et d'avec le courant de boulettes de minerai calcinées ou cuites, tous les courants de matière ainsi séparés d'avec le courant principal 15 étant collectés et réunis et ensuite ramenés à l'installation de broyage. 2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que le broyage a lieu conformément à un système de broyage à sec fermé, dans lequel, avant, ou pendant le début 20 de l'opération de broyage a lieu un séchage supplémentaire du courant de matière. 3. Procédé conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la matière calcinée ou cuite séparée par tamisage est d'abord collectée dans des trémies de stockage et 25 est ensuite mesurée à partir de ces dernières, intercalées dans le courant de retour aboutissant- à l'installation de broyage, dans une proportion constante par rapport au courant de minerai "frais* envoyé à ladite installation de broyage.