Brevet FR2119886A1 — publié le 19720811

La présente invention est relative à un procédé d'élaboration de fer ou d'acier. Dans la revue "STEEL TI'IPS" du 17 Mars 1967, page 323 à 324, Eketorp décrit (en référence à la figure de son article) un procédé pour l'élaboration en continu de fer et d'acier. Dans le premier stade de ce procédé, du minerai de fer sous forme de particules, du coke ou de la poussière de charbon et de lroxygène, sont amenés dans un four rotatif à revêtement réfractaire disposé à peu près horizontalement et, dans le second stade de ce procédé, le métal liquide produit dans le premier stade est amené, avec une matière fragmentée destinée à former le laitier et avec de l'oxygène à un second four rotatif analogue.Les deux fours sont entrainés en rotation autour de leur axe à une vitesse telle que les contenus liquides et solides des fours sont maintenus autour de la paroi interne du four par la force centrifuge. Le métal liquide, qui est plus dense que le laitier, forme urie couche externe en contact avec le revêtement réfractaire et recouvrant celui-ci et le laitier forme une couche interne reposant sur la couche de métal. Il est bien connu que les produits réfractaires disponibles actuellement sont bien plus sujets aux attaques par le laitier, aux températures élevées, que par les métaux, et un avantage principal de ce type de procédé continu décrit par Eketorp est que la couche de métal protège efficacement le revêtement réfractaire des attaques par le laitier. On a constaté que la formation de couches déterminées de métal liquide et de laitier, ce dernier comportant flottant sur lui du coke ou du charbon dans le stade de préparation du fer, et un laitier non fondu, constituant des additifs, dans le stade de préparation de l'acier, présente l'inconvénient qutil se produit un mélange ou une agitation insuffisant des composants non métalliques, mé- lange qui est essentiel si l'on desire obtenir les vitesses de réaction élevées nécessaires. On a découvert que dans ce type de procédé, les constituzmts du contenu du four peuvent être mélangés simplement et efficacement en modifiant la vitesse de rotation du four. Suivant l'invention, par conséquent, il est prévu un procédé d'élaboration de fer ou d'acier caractérisé en ce que Iton fait tourner autour de son axe un four rotatif à revêtement réfractaire disposé à peu près horizontalement, à une vitesse telle que les fractions liquides et solides du contenu du four sont maintenues sur la paroi interne du four par la force centrifuge, ces fractions étant constituées par du métal liquide formant une couche externe en contact avec le revêtement réfractaire et une matière non métal lique constituant une couche interne reposant sur la couche de mé- tal, et on mélange la matière non métallique avec le liquide, lorsque le processus est en cours, en modifiant la vitesse de rotation du four. Le four rotatif a une position générale horizontale, c'est-adire qu'il fait avec l'horizontale un angle qui n'est pas supérieur à 80 et qui est de préférence d'environ 3 . De préférence, la vitesse de rotation du four est modifiée par accélération. On comprend que c'est cette accélération et non pas la vitesse accrue resultante qui provoque le mélange. Après l'accélération, la vitesse plus élevée peut être maintenue jusqu'à ce qu'une autre opération de mélange soit nécessaire, lorsque, le cas échéant, après une première décélération, le four est à nouveau accéléré. On a découvert que le taux d'accélération commande le degré de mélange et de ce fait l'accélération utilisée doit être assez élevée pour provoquer un mélange suffisant pour donner le taux de reduction désiré, mais elle doit être inférieure à la valeurqui. astreindrait la matière non métallique, c'est-à-dire le laitier, à traverser la couche de métal liquide et à venir en contact avec la surface de la matière réfractaire.Il apparait que la décélération peut dans une certaine mesure annuler l'effet de mélange produit par l'accélération et que, par conséquent, une décélération immédiatement avant l'accélération est préférable, La séquence exacte des opérations est une variable importante du procédé, mais un processus approprié consiste à régler la vitesse du four entre des limites supérieure et inférieure qui déterminent la décélération et l'acce- lération se produisant à des intervalles de temps prédéterminés. Pour retenir les fractions liquides du contenu du four sur la paroi interne de celui-ci, on a trouvé qutil est normalement nécessaire de mettre en oeuvre le processus de façon qui il se produise une accélération centrifuge de 3,5 à 12 g et, de préférence de 6 à t2 g à la surface interne du four. 'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemples et dans lesquels - la Fig. 3 est une vue latérale en coupe partielle d'un mode de réalisation d'un appareil pour la production de fer; - a Fig. 2 en est une vue en coupe transversale suivant les lignes II-II de la Fig. 1. Ln se réfén-Int au dessin, un four rotatif 2 comportant un tambour 4 ayant dans son ensemble une forme cylindrique, est monté rotatif autour de son axe. L'axe est disposé à peu près horizontalement, étant incliné seulement de 3 . Deux rails annulaires 5 entourent le tambour i au voisinage de chacune de ses extrémités et sont en contact avec des galets 6 qui soutiennent ainsi le four 2. L'un des galets 6 est entraîné par un moteur S par l'intermédiaire d'une courroie 10. Le tambour 4 est chemisé d'une couche d'une matière réfractaire 12. Le four 2 est ouvert à chaque extrémité et dans son extrémité supérieure ou d'entrée s'étend une conduite 14 d'alimentation en minerai, une conduite 16 d'alimentation en charbon et un brûleur 18 à oxygène et à mazout. Un capot 20 revêtu d'une matière réfractaire entoure l'extrémité d'entrée du four. L'extrémité de sortie du four est entourée par un capot 22 revêtu d'une matière réfractaire dont la partie inférieure comporte un orifice de sortie 24. Le capot 22 comporte un orifice de sortie 25 pour les gaz de rejet. Le revêtement réfractaire 12 du four est plus épais à chaque extrémité que dans sa partie médiane afin de restreindre le diamètre de l'entrée et de la sortie du four. En cours d'utilisation, le four 2 est entrainé en rotation au moyen du moteur 8. Du minerai sous forme fragmentée est amené par l'intermédiaire de la conduite 14, le charbon est amené par l'intermédiaire de la conduite 16, et le combustible et l'oxygène sont introduits par l'intermédiaure du brûleur 18. Le charbon réduit le minerai en fer et en oxyde de carbone, et l'oxygène oxyde l'oxyde de carbone résultant en gaz carbonique libérant ainsi la chaleur nécessaire pour maintenir le processus. Le four 2 est entraîné en rotation avec une vitesse suffisante pour étaler le contenu du four en une couche sur sua surface interne. Sous l'action de la force centrifuge, les différents constituants liquides et solides se séparent en couches distinctes, et le constituant le plus lourd, le fer, est maintenu en une couche externe contre le revêtement réfractaire. La couche de fer 26 et la couche non métallique 28 sont représentées aux Fig. 1 et 2. Le processus peut être entretenu en continu et lorsque des matériaux sont amenés en continu dans l'orifice d'entrée du four, le fer liquide s'écoule dans le capot collecteur 22, à l'extrémité de sortie, et est recueilli par l'orifice d'écoulement 24. Suivant l'invention, pour accélérer les réaction se produisant dans le four, le tambour n'est pas entratné avec une vitesse uniforme, on le soumet périodiquement à des accélérations et ensuite à des décélérations en faisant varier la vitesse du moteur 8. Ceci a pour effet de mélanger la couche métallique 26 avec la couche non métallique 28. La vitesse est commandée entre des limites supérieure et inférieure et la décélération et la-ré-accélération prédéterminées sont effectuées à des intervalles prédéterminés. - ItEVENt9ICATX ONS . , l - procédé d'élaboration de fer ou d'acier, suivant lequel on entraîne en rotation autour de son axe un four rotatif à revêtement réfractaire disposé à peu près horizontalement, à une vitesse telle que les fractions liquides et solides du contenu du four sont maintenues sur sa paroi interne par la force centrifuge, ces fractions étant constituées par un métal liquide formant une couche externe en contact avec le revêtement réfractaire et une matiere non métallique formant une couche interne sur la couche de métal, caractéri sé en ce que lorsque le processus est en cours de développement, on mélange la matière non métallique (28) avec la matière métallique (26) en faisant varier la vitesse de rotation du four (2). 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on modifie la vitesse de rotation du four (2) en créant une accélération jusqu'à une vitesse de rotation plus élevée. 3 - Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le four (2) est maintenu à la vitesse de rotation plus élevée jus qufà ce qu'un autre mélange soit nécessaire, et le four (2) est ensuite décéléré et immédiatenent accéléré de nouveau. 4 - Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la vitesse du four est réglée entre une limite supérieure et une limite inférieure5 et la décélération et la ré-accélération prédé terminées sont effectuées à des intervalles de temps prédéterminés. 5 - Ier ou acier obtenu au moyen du procédé défini par ;L'une quelconque des revendicatiolls I à 4.